JP2017525388A - How to produce acetoin - Google Patents
How to produce acetoin Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017525388A JP2017525388A JP2017524104A JP2017524104A JP2017525388A JP 2017525388 A JP2017525388 A JP 2017525388A JP 2017524104 A JP2017524104 A JP 2017524104A JP 2017524104 A JP2017524104 A JP 2017524104A JP 2017525388 A JP2017525388 A JP 2017525388A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gene
- nucleic acid
- als
- recombinant yeast
- sequence
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N Acetoin Chemical compound CC(O)C(C)=O ROWKJAVDOGWPAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 181
- GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N hydroxymethyl propionaldehyde Natural products CCC(=O)CO GFAZHVHNLUBROE-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 89
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 claims abstract description 203
- 150000007523 nucleic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 200
- 108020004707 nucleic acids Proteins 0.000 claims abstract description 167
- 102000039446 nucleic acids Human genes 0.000 claims abstract description 167
- 108010000700 Acetolactate synthase Proteins 0.000 claims abstract description 150
- 108010007843 NADH oxidase Proteins 0.000 claims abstract description 136
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims abstract description 53
- 108010011939 Pyruvate Decarboxylase Proteins 0.000 claims abstract description 46
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 275
- 108020004414 DNA Proteins 0.000 claims description 161
- 108010084631 acetolactate decarboxylase Proteins 0.000 claims description 124
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 claims description 84
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 51
- 101150050575 URA3 gene Proteins 0.000 claims description 45
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 43
- 101100028920 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) cfp gene Proteins 0.000 claims description 41
- 238000013518 transcription Methods 0.000 claims description 38
- 230000035897 transcription Effects 0.000 claims description 38
- 239000001963 growth medium Substances 0.000 claims description 34
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 claims description 31
- 239000008103 glucose Substances 0.000 claims description 29
- 108700007698 Genetic Terminator Regions Proteins 0.000 claims description 27
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 25
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 241000235343 Saccharomycetales Species 0.000 claims description 22
- 108091028043 Nucleic acid sequence Proteins 0.000 claims description 21
- 101150034686 PDC gene Proteins 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 19
- FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N buten-2-one Chemical compound CC(=O)C=C FUSUHKVFWTUUBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 238000003780 insertion Methods 0.000 claims description 14
- 230000037431 insertion Effects 0.000 claims description 14
- 241000235070 Saccharomyces Species 0.000 claims description 11
- 229930006000 Sucrose Natural products 0.000 claims description 9
- 239000005720 sucrose Substances 0.000 claims description 9
- CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N Sucrose Chemical compound O[C@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@]1(CO)O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1 CZMRCDWAGMRECN-UGDNZRGBSA-N 0.000 claims description 8
- 244000061176 Nicotiana tabacum Species 0.000 claims description 7
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims description 7
- WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N beta-D-glucose Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-VFUOTHLCSA-N 0.000 claims description 7
- 238000012258 culturing Methods 0.000 claims description 5
- 241000193764 Brevibacillus brevis Species 0.000 claims description 4
- 241000179039 Paenibacillus Species 0.000 claims description 4
- 244000057717 Streptococcus lactis Species 0.000 claims description 4
- 235000014897 Streptococcus lactis Nutrition 0.000 claims description 4
- 244000063299 Bacillus subtilis Species 0.000 claims description 3
- 235000014469 Bacillus subtilis Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000193998 Streptococcus pneumoniae Species 0.000 claims description 3
- 229940031000 streptococcus pneumoniae Drugs 0.000 claims description 3
- 241000194032 Enterococcus faecalis Species 0.000 claims description 2
- 229940032049 enterococcus faecalis Drugs 0.000 claims description 2
- 230000006798 recombination Effects 0.000 claims description 2
- 238000005215 recombination Methods 0.000 claims description 2
- 241001147746 Lactobacillus delbrueckii subsp. lactis Species 0.000 claims 1
- 102000004031 Carboxy-Lyases Human genes 0.000 abstract description 6
- 108090000489 Carboxy-Lyases Proteins 0.000 abstract description 2
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract 1
- 235000014680 Saccharomyces cerevisiae Nutrition 0.000 description 165
- 150000001413 amino acids Chemical group 0.000 description 52
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 50
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 49
- SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N D-xylopyranose Chemical compound O[C@@H]1COC(O)[C@H](O)[C@H]1O SRBFZHDQGSBBOR-IOVATXLUSA-N 0.000 description 40
- 101100246753 Halobacterium salinarum (strain ATCC 700922 / JCM 11081 / NRC-1) pyrF gene Proteins 0.000 description 40
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 38
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 description 36
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 description 36
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 36
- -1 AURl-C Proteins 0.000 description 31
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 31
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 31
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N arabinose Natural products OCC(O)C(O)C(O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N beta-D-Pyranose-Lyxose Natural products OC1COC(O)C(O)C1O SRBFZHDQGSBBOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 101150009006 HIS3 gene Proteins 0.000 description 26
- 101100394989 Rhodopseudomonas palustris (strain ATCC BAA-98 / CGA009) hisI gene Proteins 0.000 description 26
- 101150006914 TRP1 gene Proteins 0.000 description 25
- 229940024606 amino acid Drugs 0.000 description 25
- 239000002773 nucleotide Substances 0.000 description 24
- 125000003729 nucleotide group Chemical group 0.000 description 24
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 17
- 239000000047 product Substances 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 17
- 230000012010 growth Effects 0.000 description 16
- 230000002018 overexpression Effects 0.000 description 16
- 101150051897 his5 gene Proteins 0.000 description 15
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 13
- 229940076788 pyruvate Drugs 0.000 description 12
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M Pyruvate Chemical compound CC(=O)C([O-])=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 11
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000003550 marker Substances 0.000 description 11
- 239000002609 medium Substances 0.000 description 11
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 description 11
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 10
- 101150101337 Bdh2 gene Proteins 0.000 description 10
- PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N arabinose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)C=O PYMYPHUHKUWMLA-WDCZJNDASA-N 0.000 description 9
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 210000005253 yeast cell Anatomy 0.000 description 9
- 108091026890 Coding region Proteins 0.000 description 8
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N nicotinamide-adenine dinucleotide Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-N 0.000 description 8
- 101150021974 Adh1 gene Proteins 0.000 description 7
- 102000004316 Oxidoreductases Human genes 0.000 description 7
- 108090000854 Oxidoreductases Proteins 0.000 description 7
- 229940041514 candida albicans extract Drugs 0.000 description 7
- 238000012239 gene modification Methods 0.000 description 7
- 230000005017 genetic modification Effects 0.000 description 7
- 235000013617 genetically modified food Nutrition 0.000 description 7
- 230000035772 mutation Effects 0.000 description 7
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000008569 process Effects 0.000 description 7
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 7
- 239000012138 yeast extract Substances 0.000 description 7
- FQVLRGLGWNWPSS-BXBUPLCLSA-N (4r,7s,10s,13s,16r)-16-acetamido-13-(1h-imidazol-5-ylmethyl)-10-methyl-6,9,12,15-tetraoxo-7-propan-2-yl-1,2-dithia-5,8,11,14-tetrazacycloheptadecane-4-carboxamide Chemical group N1C(=O)[C@@H](NC(C)=O)CSSC[C@@H](C(N)=O)NC(=O)[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@H](C)NC(=O)[C@@H]1CC1=CN=CN1 FQVLRGLGWNWPSS-BXBUPLCLSA-N 0.000 description 6
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 210000000349 chromosome Anatomy 0.000 description 6
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 6
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 6
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 6
- 229930027945 nicotinamide-adenine dinucleotide Natural products 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 239000013612 plasmid Substances 0.000 description 6
- AXPZIVKEZRHGAS-UHFFFAOYSA-N 3-benzyl-5-[(2-nitrophenoxy)methyl]oxolan-2-one Chemical compound [O-][N+](=O)C1=CC=CC=C1OCC1OC(=O)C(CC=2C=CC=CC=2)C1 AXPZIVKEZRHGAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 101100001031 Acetobacter aceti adhA gene Proteins 0.000 description 5
- 101100054935 Emericella nidulans (strain FGSC A4 / ATCC 38163 / CBS 112.46 / NRRL 194 / M139) alcC gene Proteins 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 5
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 5
- 230000002759 chromosomal effect Effects 0.000 description 5
- 230000037430 deletion Effects 0.000 description 5
- 238000012217 deletion Methods 0.000 description 5
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 5
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 5
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 5
- 101001058938 Acidaminococcus fermentans (strain ATCC 25085 / DSM 20731 / CCUG 9996 / CIP 106432 / VR4) Glutaconyl-CoA decarboxylase subunit beta Proteins 0.000 description 4
- 101710088194 Dehydrogenase Proteins 0.000 description 4
- 108091029865 Exogenous DNA Proteins 0.000 description 4
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000796 flavoring agent Substances 0.000 description 4
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002207 metabolite Substances 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 4
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 4
- NMDWGEGFJUBKLB-YFKPBYRVSA-N (2S)-2-hydroxy-2-methyl-3-oxobutanoic acid Chemical compound CC(=O)[C@](C)(O)C(O)=O NMDWGEGFJUBKLB-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229930024421 Adenine Natural products 0.000 description 3
- GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N Adenine Chemical compound NC1=NC=NC2=C1N=CN2 GFFGJBXGBJISGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 108010021809 Alcohol dehydrogenase Proteins 0.000 description 3
- 102000007698 Alcohol dehydrogenase Human genes 0.000 description 3
- 101100272861 Arabidopsis thaliana BXL3 gene Proteins 0.000 description 3
- 108010023063 Bacto-peptone Proteins 0.000 description 3
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000722885 Brettanomyces Species 0.000 description 3
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 3
- 108700010070 Codon Usage Proteins 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 102100021217 Dual oxidase 2 Human genes 0.000 description 3
- 241000588724 Escherichia coli Species 0.000 description 3
- 102000001390 Fructose-Bisphosphate Aldolase Human genes 0.000 description 3
- 108010068561 Fructose-Bisphosphate Aldolase Proteins 0.000 description 3
- 108010002998 NADPH Oxidases Proteins 0.000 description 3
- 102000004722 NADPH Oxidases Human genes 0.000 description 3
- 241000235648 Pichia Species 0.000 description 3
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 101150100773 XKS1 gene Proteins 0.000 description 3
- 101150032931 XYL3 gene Proteins 0.000 description 3
- 102100029089 Xylulose kinase Human genes 0.000 description 3
- 229960000643 adenine Drugs 0.000 description 3
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 3
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 3
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 3
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 3
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 241000894007 species Species 0.000 description 3
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 3
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 3
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 3
- 230000002103 transcriptional effect Effects 0.000 description 3
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 3
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 3
- 108091022915 xylulokinase Proteins 0.000 description 3
- RLMLFADXHJLPSQ-NPPFTVEMSA-N (3s,6s,9s,12s,15s,18s,21s,24r,27s)-3,6-dibenzyl-12,24-bis[(2r)-butan-2-yl]-15-(2-hydroxypropan-2-yl)-4,10,16,22-tetramethyl-18-(2-methylpropyl)-9,21-di(propan-2-yl)-13-oxa-1,4,7,10,16,19,22,25-octazabicyclo[25.3.0]triacontane-2,5,8,11,14,17,20,23,26-nonon Chemical compound C([C@H]1C(=O)N2CCC[C@H]2C(=O)N[C@@H](C(N(C)[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC(C)C)C(=O)N(C)[C@H](C(=O)O[C@H](C(=O)N(C)[C@@H](C(C)C)C(=O)N[C@@H](CC=2C=CC=CC=2)C(=O)N1C)[C@H](C)CC)C(C)(C)O)=O)[C@H](C)CC)C1=CC=CC=C1 RLMLFADXHJLPSQ-NPPFTVEMSA-N 0.000 description 2
- OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 100676-05-9 Natural products OC1C(O)C(O)C(CO)OC1OCC1C(O)C(O)C(O)C(OC2C(OC(O)C(O)C2O)CO)O1 OWEGMIWEEQEYGQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OSJPPGNTCRNQQC-UWTATZPHSA-N 3-phospho-D-glyceric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)COP(O)(O)=O OSJPPGNTCRNQQC-UWTATZPHSA-N 0.000 description 2
- FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 4-amino-1-[(2r)-6-amino-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-[[(2r)-2-amino-3-phenylpropanoyl]amino]-3-phenylpropanoyl]amino]-4-methylpentanoyl]amino]hexanoyl]piperidine-4-carboxylic acid Chemical compound C([C@H](C(=O)N[C@H](CC(C)C)C(=O)N[C@H](CCCCN)C(=O)N1CCC(N)(CC1)C(O)=O)NC(=O)[C@H](N)CC=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 FWMNVWWHGCHHJJ-SKKKGAJSSA-N 0.000 description 2
- ZHBXLZQQVCDGPA-UHFFFAOYSA-N 5-[(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)sulfonyl]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(S(=O)(=O)C=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 ZHBXLZQQVCDGPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N Alpha-Lactose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-XLOQQCSPSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100272859 Arabidopsis thaliana BXL1 gene Proteins 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100264262 Aspergillus aculeatus xlnD gene Proteins 0.000 description 2
- 108010078791 Carrier Proteins Proteins 0.000 description 2
- 241001508811 Clavispora Species 0.000 description 2
- 102000018832 Cytochromes Human genes 0.000 description 2
- 108010052832 Cytochromes Proteins 0.000 description 2
- ZAQJHHRNXZUBTE-WUJLRWPWSA-N D-xylulose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@H](O)C(=O)CO ZAQJHHRNXZUBTE-WUJLRWPWSA-N 0.000 description 2
- 108010058076 D-xylulose reductase Proteins 0.000 description 2
- 108010083068 Dual Oxidases Proteins 0.000 description 2
- 101000904460 Encephalitozoon cuniculi (strain GB-M1) Probable glycerol-3-phosphate dehydrogenase Chemical group 0.000 description 2
- 101150095274 FBA1 gene Proteins 0.000 description 2
- 229930091371 Fructose Natural products 0.000 description 2
- 239000005715 Fructose Substances 0.000 description 2
- RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N Fructose Chemical compound OC[C@H]1O[C@](O)(CO)[C@@H](O)[C@@H]1O RFSUNEUAIZKAJO-ARQDHWQXSA-N 0.000 description 2
- 230000005526 G1 to G0 transition Effects 0.000 description 2
- 101100049998 Gibberella zeae (strain ATCC MYA-4620 / CBS 123657 / FGSC 9075 / NRRL 31084 / PH-1) XYLB gene Proteins 0.000 description 2
- 108010044467 Isoenzymes Proteins 0.000 description 2
- 101150037790 JEN1 gene Proteins 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N Lactose Natural products OC[C@H]1O[C@@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)C(O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QKKXKWKRSA-N 0.000 description 2
- 102000004317 Lyases Human genes 0.000 description 2
- 108090000856 Lyases Proteins 0.000 description 2
- GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N Maltose Natural products O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-PICCSMPSSA-N 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N N-Heptane Chemical compound CCCCCCC IMNFDUFMRHMDMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150050255 PDC1 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000001888 Peptone Substances 0.000 description 2
- 108010080698 Peptones Proteins 0.000 description 2
- 108010022181 Phosphopyruvate Hydratase Proteins 0.000 description 2
- 102000012288 Phosphopyruvate Hydratase Human genes 0.000 description 2
- 102000001253 Protein Kinase Human genes 0.000 description 2
- LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N Pyruvic acid Chemical compound CC(=O)C(O)=O LCTONWCANYUPML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101100069420 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) GRE3 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100507956 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) HXT7 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100386089 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) MET17 gene Proteins 0.000 description 2
- 101100305145 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) RPP1A gene Proteins 0.000 description 2
- 241000235060 Scheffersomyces stipitis Species 0.000 description 2
- 102100026974 Sorbitol dehydrogenase Human genes 0.000 description 2
- 101150074253 TEF1 gene Chemical group 0.000 description 2
- 101150032817 TPI1 gene Proteins 0.000 description 2
- 102000005924 Triose-Phosphate Isomerase Human genes 0.000 description 2
- 108700015934 Triose-phosphate isomerases Proteins 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150095212 XYL2 gene Proteins 0.000 description 2
- TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N Xylitol Natural products OCCC(O)C(O)C(O)CCO TVXBFESIOXBWNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N acetyl-CoA Chemical compound O[C@@H]1[C@H](OP(O)(O)=O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OCC(C)(C)[C@@H](O)C(=O)NCCC(=O)NCCSC(=O)C)O[C@H]1N1C2=NC=NC(N)=C2N=C1 ZSLZBFCDCINBPY-ZSJPKINUSA-N 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N alpha-D-galactose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-PHYPRBDBSA-N 0.000 description 2
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 2
- 108010008887 aureobasidin A Proteins 0.000 description 2
- 101150038738 ble gene Proteins 0.000 description 2
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 230000010261 cell growth Effects 0.000 description 2
- 235000013351 cheese Nutrition 0.000 description 2
- 239000003636 conditioned culture medium Substances 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000008121 dextrose Substances 0.000 description 2
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150104041 eno2 gene Proteins 0.000 description 2
- 235000019634 flavors Nutrition 0.000 description 2
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 2
- 235000013355 food flavoring agent Nutrition 0.000 description 2
- 229930182830 galactose Natural products 0.000 description 2
- 238000004817 gas chromatography Methods 0.000 description 2
- 102000006602 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Human genes 0.000 description 2
- 108020004445 glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase Proteins 0.000 description 2
- 101150087371 gpd1 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000003102 growth factor Substances 0.000 description 2
- 235000015243 ice cream Nutrition 0.000 description 2
- 230000002779 inactivation Effects 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 2
- 239000008101 lactose Substances 0.000 description 2
- 235000013310 margarine Nutrition 0.000 description 2
- 239000003264 margarine Substances 0.000 description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N meso ribitol Natural products OCC(O)C(O)C(O)CO HEBKCHPVOIAQTA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000037353 metabolic pathway Effects 0.000 description 2
- 150000002772 monosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 238000002703 mutagenesis Methods 0.000 description 2
- 231100000350 mutagenesis Toxicity 0.000 description 2
- 239000006225 natural substrate Substances 0.000 description 2
- 229920001542 oligosaccharide Polymers 0.000 description 2
- 150000002482 oligosaccharides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 230000004108 pentose phosphate pathway Effects 0.000 description 2
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 2
- 235000019319 peptone Nutrition 0.000 description 2
- 101150079312 pgk1 gene Proteins 0.000 description 2
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K potassium phosphate Substances [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 108060006633 protein kinase Proteins 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 210000001685 thyroid gland Anatomy 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 101150034227 xyl1 gene Proteins 0.000 description 2
- 239000000811 xylitol Substances 0.000 description 2
- HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N xylitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-SCDXWVJYSA-N 0.000 description 2
- 229960002675 xylitol Drugs 0.000 description 2
- 235000010447 xylitol Nutrition 0.000 description 2
- UZVNCLCLJHPHIF-NOJKMYKQSA-J zinc;(1e)-2-(ethylcarbamoylamino)-n-methoxy-2-oxoethanimidoyl cyanide;manganese(2+);n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[Zn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.CCNC(=O)NC(=O)C(\C#N)=N\OC UZVNCLCLJHPHIF-NOJKMYKQSA-J 0.000 description 2
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WTLNOANVTIKPEE-UHFFFAOYSA-N 2-acetyloxypropanoic acid Chemical compound OC(=O)C(C)OC(C)=O WTLNOANVTIKPEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 3,5-dimethylcyclopentane-1,2-dione Chemical compound CC1CC(C)C(=O)C1=O MIDXCONKKJTLDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101710163881 5,6-dihydroxyindole-2-carboxylic acid oxidase Proteins 0.000 description 1
- 101150096273 ADE2 gene Proteins 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 102100034035 Alcohol dehydrogenase 1A Human genes 0.000 description 1
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 1
- 241000219195 Arabidopsis thaliana Species 0.000 description 1
- 101100517196 Arabidopsis thaliana NRPE1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100374156 Arabidopsis thaliana RKL1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101710129685 Arabinose-proton symporter Proteins 0.000 description 1
- 101100434663 Bacillus subtilis (strain 168) fbaA gene Proteins 0.000 description 1
- 241000219310 Beta vulgaris subsp. vulgaris Species 0.000 description 1
- 102100030981 Beta-alanine-activating enzyme Human genes 0.000 description 1
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 description 1
- 108010006654 Bleomycin Proteins 0.000 description 1
- 101100190825 Bos taurus PMEL gene Proteins 0.000 description 1
- 244000027711 Brettanomyces bruxellensis Species 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 101100480861 Caldanaerobacter subterraneus subsp. tengcongensis (strain DSM 15242 / JCM 11007 / NBRC 100824 / MB4) tdh gene Proteins 0.000 description 1
- 101100351264 Candida albicans (strain SC5314 / ATCC MYA-2876) PDC11 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100447466 Candida albicans (strain WO-1) TDH1 gene Proteins 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 1
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 1
- 108091035707 Consensus sequence Proteins 0.000 description 1
- 241001337994 Cryptococcus <scale insect> Species 0.000 description 1
- XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N Cyclohexane Chemical compound C1CCCCC1 XDTMQSROBMDMFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N D-Cellobiose Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](CO)OC(O)[C@H](O)[C@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-CUHNMECISA-N 0.000 description 1
- MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N D-Serine Chemical compound OC[C@@H](N)C(O)=O MTCFGRXMJLQNBG-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- 229930195711 D-Serine Natural products 0.000 description 1
- RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N D-glyceric acid Chemical compound OC[C@@H](O)C(O)=O RBNPOMFGQQGHHO-UWTATZPHSA-N 0.000 description 1
- WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N D-mannopyranose Chemical compound OC[C@H]1OC(O)[C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-QTVWNMPRSA-N 0.000 description 1
- ZAQJHHRNXZUBTE-NQXXGFSBSA-N D-ribulose Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)C(=O)CO ZAQJHHRNXZUBTE-NQXXGFSBSA-N 0.000 description 1
- ZAQJHHRNXZUBTE-UHFFFAOYSA-N D-threo-2-Pentulose Natural products OCC(O)C(O)C(=O)CO ZAQJHHRNXZUBTE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FNZLKVNUWIIPSJ-RFZPGFLSSA-N D-xylulose 5-phosphate Chemical compound OCC(=O)[C@@H](O)[C@H](O)COP(O)(O)=O FNZLKVNUWIIPSJ-RFZPGFLSSA-N 0.000 description 1
- 241000235035 Debaryomyces Species 0.000 description 1
- QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N Diacetyl Chemical group CC(=O)C(C)=O QSJXEFYPDANLFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010028127 Dihydrolipoamide Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 102000028526 Dihydrolipoamide Dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000006265 Dual Oxidases Human genes 0.000 description 1
- 108050006960 Dual oxidase 2 Proteins 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 241001465321 Eremothecium Species 0.000 description 1
- 235000016623 Fragaria vesca Nutrition 0.000 description 1
- 240000009088 Fragaria x ananassa Species 0.000 description 1
- 235000011363 Fragaria x ananassa Nutrition 0.000 description 1
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 1
- 101150037782 GAL2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150081655 GPM1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100023413 GRB2-related adapter protein Human genes 0.000 description 1
- 102100021735 Galectin-2 Human genes 0.000 description 1
- 101000892220 Geobacillus thermodenitrificans (strain NG80-2) Long-chain-alcohol dehydrogenase 1 Proteins 0.000 description 1
- 108010073178 Glucan 1,4-alpha-Glucosidase Proteins 0.000 description 1
- 102100022624 Glucoamylase Human genes 0.000 description 1
- 102100036669 Glycerol-3-phosphate dehydrogenase [NAD(+)], cytoplasmic Human genes 0.000 description 1
- 101150044896 HXT4 gene Proteins 0.000 description 1
- 102000002812 Heat-Shock Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010004889 Heat-Shock Proteins Proteins 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 101000780443 Homo sapiens Alcohol dehydrogenase 1A Proteins 0.000 description 1
- 101000884385 Homo sapiens Arylamine N-acetyltransferase 1 Proteins 0.000 description 1
- 101000773364 Homo sapiens Beta-alanine-activating enzyme Proteins 0.000 description 1
- 101000968305 Homo sapiens Dual oxidase 2 Proteins 0.000 description 1
- 101001034811 Homo sapiens Eukaryotic translation initiation factor 4 gamma 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000829735 Homo sapiens GRB2-related adapter protein Proteins 0.000 description 1
- 101001012669 Homo sapiens Melanoma inhibitory activity protein 2 Proteins 0.000 description 1
- 101000601616 Homo sapiens NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit 1 Proteins 0.000 description 1
- 101001128581 Homo sapiens NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit 5 Proteins 0.000 description 1
- 101000579123 Homo sapiens Phosphoglycerate kinase 1 Proteins 0.000 description 1
- 101000639975 Homo sapiens Sodium-dependent noradrenaline transporter Proteins 0.000 description 1
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 1
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 1
- 108010020056 Hydrogenase Proteins 0.000 description 1
- GRRNUXAQVGOGFE-UHFFFAOYSA-N Hygromycin-B Natural products OC1C(NC)CC(N)C(O)C1OC1C2OC3(C(C(O)C(O)C(C(N)CO)O3)O)OC2C(O)C(CO)O1 GRRNUXAQVGOGFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000004195 Isomerases Human genes 0.000 description 1
- 108090000769 Isomerases Proteins 0.000 description 1
- 240000007049 Juglans regia Species 0.000 description 1
- 235000009496 Juglans regia Nutrition 0.000 description 1
- 241000588915 Klebsiella aerogenes Species 0.000 description 1
- 241000588747 Klebsiella pneumoniae Species 0.000 description 1
- 241000235649 Kluyveromyces Species 0.000 description 1
- 241001138401 Kluyveromyces lactis Species 0.000 description 1
- HEBKCHPVOIAQTA-IMJSIDKUSA-N L-arabinitol Chemical compound OC[C@H](O)C(O)[C@@H](O)CO HEBKCHPVOIAQTA-IMJSIDKUSA-N 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N L-isoleucine Chemical compound CC[C@H](C)[C@H](N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-WHFBIAKZSA-N 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N L-leucine Chemical compound CC(C)C[C@H](N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-YFKPBYRVSA-N 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N L-valine Chemical compound CC(C)[C@H](N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-BYPYZUCNSA-N 0.000 description 1
- 108010080643 L-xylulose reductase Proteins 0.000 description 1
- 102100029137 L-xylulose reductase Human genes 0.000 description 1
- 101150044775 LYS1 gene Proteins 0.000 description 1
- 240000001929 Lactobacillus brevis Species 0.000 description 1
- 235000013957 Lactobacillus brevis Nutrition 0.000 description 1
- 235000019687 Lamb Nutrition 0.000 description 1
- ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N Leucine Natural products CC(C)CC(N)C(O)=O ROHFNLRQFUQHCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000003960 Ligases Human genes 0.000 description 1
- 108090000364 Ligases Proteins 0.000 description 1
- 101500023488 Lithobates catesbeianus GnRH-associated peptide 1 Proteins 0.000 description 1
- 241000555676 Malassezia Species 0.000 description 1
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 1
- 102100029778 Melanoma inhibitory activity protein 2 Human genes 0.000 description 1
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 description 1
- 101100321764 Mesorhizobium japonicum (strain LMG 29417 / CECT 9101 / MAFF 303099) padh1 gene Proteins 0.000 description 1
- GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N N-[2-(1H-indol-3-yl)ethyl]-N-methylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(CCC1=CNC2=C1C=CC=C2)CC=C GXCLVBGFBYZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010086428 NADH Dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 102000006746 NADH Dehydrogenase Human genes 0.000 description 1
- 102100032199 NADH dehydrogenase [ubiquinone] 1 alpha subcomplex subunit 5 Human genes 0.000 description 1
- BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-L NADH(2-) Chemical compound C1=CCC(C(=O)N)=CN1[C@H]1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](COP([O-])(=O)OP([O-])(=O)OC[C@@H]2[C@H]([C@@H](O)[C@@H](O2)N2C3=NC=NC(N)=C3N=C2)O)O1 BOPGDPNILDQYTO-NNYOXOHSSA-L 0.000 description 1
- 101150082943 NAT1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150113561 NUP57 gene Proteins 0.000 description 1
- 108700027408 O-acetylhomoserine (thiol)-lyase Proteins 0.000 description 1
- 101100073341 Oryza sativa subsp. japonica KAO gene Proteins 0.000 description 1
- 101150110652 PDC2 gene Proteins 0.000 description 1
- KJWZYMMLVHIVSU-IYCNHOCDSA-N PGK1 Chemical compound CCCCC[C@H](O)\C=C\[C@@H]1[C@@H](CCCCCCC(O)=O)C(=O)CC1=O KJWZYMMLVHIVSU-IYCNHOCDSA-N 0.000 description 1
- 101150093629 PYK1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000194105 Paenibacillus polymyxa Species 0.000 description 1
- 102000002508 Peptide Elongation Factors Human genes 0.000 description 1
- 108010068204 Peptide Elongation Factors Proteins 0.000 description 1
- 101150018379 Pfk1 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100028251 Phosphoglycerate kinase 1 Human genes 0.000 description 1
- 108091000080 Phosphotransferase Proteins 0.000 description 1
- 241000235379 Piromyces Species 0.000 description 1
- 206010035717 Pneumonia klebsiella Diseases 0.000 description 1
- 108020005115 Pyruvate Kinase Proteins 0.000 description 1
- 102000013009 Pyruvate Kinase Human genes 0.000 description 1
- 108700005075 Regulator Genes Proteins 0.000 description 1
- 240000007651 Rubus glaucus Species 0.000 description 1
- 235000011034 Rubus glaucus Nutrition 0.000 description 1
- 235000009122 Rubus idaeus Nutrition 0.000 description 1
- 108091006631 SLC13A4 Proteins 0.000 description 1
- 101100010928 Saccharolobus solfataricus (strain ATCC 35092 / DSM 1617 / JCM 11322 / P2) tuf gene Chemical group 0.000 description 1
- 241000235072 Saccharomyces bayanus Species 0.000 description 1
- 101100177143 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) HAA1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100451954 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) HXT1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100507949 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) HXT2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100507954 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) HXT5 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100453262 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) JEN1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100082596 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) PDC5 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100519200 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) PDC6 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100174606 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) TDH2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100174613 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) TDH3 gene Proteins 0.000 description 1
- 101100045759 Saccharomyces cerevisiae (strain ATCC 204508 / S288c) TFC1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000204893 Saccharomyces douglasii Species 0.000 description 1
- 241000235346 Schizosaccharomyces Species 0.000 description 1
- 101100042410 Schizosaccharomyces pombe (strain 972 / ATCC 24843) sfc1 gene Proteins 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102100033769 Sodium-coupled neutral amino acid transporter 3 Human genes 0.000 description 1
- 102100035209 Solute carrier family 13 member 4 Human genes 0.000 description 1
- 241000203644 Streptoalloteichus hindustanus Species 0.000 description 1
- 101100029430 Streptomyces coelicolor (strain ATCC BAA-471 / A3(2) / M145) pfkA1 gene Proteins 0.000 description 1
- 101000666920 Streptomyces hygroscopicus subsp. limoneus Validoxylamine A 7'-phosphate phosphatase Proteins 0.000 description 1
- 241000187310 Streptomyces noursei Species 0.000 description 1
- 235000021536 Sugar beet Nutrition 0.000 description 1
- 101150001810 TEAD1 gene Chemical group 0.000 description 1
- 101150010219 TEF2 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150052008 TKL-1 gene Proteins 0.000 description 1
- 241000235006 Torulaspora Species 0.000 description 1
- 241000229115 Torulaspora globosa Species 0.000 description 1
- 102100029898 Transcriptional enhancer factor TEF-1 Human genes 0.000 description 1
- XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N Trichloroethylene Chemical group ClC=C(Cl)Cl XSTXAVWGXDQKEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000499912 Trichoderma reesei Species 0.000 description 1
- KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N Valine Natural products CC(C)C(N)C(O)=O KZSNJWFQEVHDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000009499 Vanilla fragrans Nutrition 0.000 description 1
- 244000263375 Vanilla tahitensis Species 0.000 description 1
- 235000012036 Vanilla tahitensis Nutrition 0.000 description 1
- 239000005862 Whey Substances 0.000 description 1
- 102000007544 Whey Proteins Human genes 0.000 description 1
- 108010046377 Whey Proteins Proteins 0.000 description 1
- 108700040099 Xylose isomerases Proteins 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 108010084455 Zeocin Proteins 0.000 description 1
- NRAUADCLPJTGSF-ZPGVOIKOSA-N [(2r,3s,4r,5r,6r)-6-[[(3as,7r,7as)-7-hydroxy-4-oxo-1,3a,5,6,7,7a-hexahydroimidazo[4,5-c]pyridin-2-yl]amino]-5-[[(3s)-3,6-diaminohexanoyl]amino]-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl] carbamate Chemical compound NCCC[C@H](N)CC(=O)N[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](OC(N)=O)[C@@H](CO)O[C@H]1\N=C/1N[C@H](C(=O)NC[C@H]2O)[C@@H]2N\1 NRAUADCLPJTGSF-ZPGVOIKOSA-N 0.000 description 1
- 241000222126 [Candida] glabrata Species 0.000 description 1
- 241000191335 [Candida] intermedia Species 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 150000003792 acetoin derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 235000013334 alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 230000001476 alcoholic effect Effects 0.000 description 1
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 1
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 1
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 125000000539 amino acid group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 101150035354 araA gene Proteins 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003556 assay Methods 0.000 description 1
- 235000015173 baked goods and baking mixes Nutrition 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- 230000003796 beauty Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N beta-maltose Chemical compound OC[C@H]1O[C@H](O[C@H]2[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)O[C@@H]2CO)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O GUBGYTABKSRVRQ-QUYVBRFLSA-N 0.000 description 1
- 230000004071 biological effect Effects 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000006696 biosynthetic metabolic pathway Effects 0.000 description 1
- 229960001561 bleomycin Drugs 0.000 description 1
- OYVAGSVQBOHSSS-UAPAGMARSA-O bleomycin A2 Chemical compound N([C@H](C(=O)N[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)C(=O)N[C@@H]([C@H](O)C)C(=O)NCCC=1SC=C(N=1)C=1SC=C(N=1)C(=O)NCCC[S+](C)C)[C@@H](O[C@H]1[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)O[C@@H]1[C@H]([C@@H](OC(N)=O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)C=1N=CNC=1)C(=O)C1=NC([C@H](CC(N)=O)NC[C@H](N)C(N)=O)=NC(N)=C1C OYVAGSVQBOHSSS-UAPAGMARSA-O 0.000 description 1
- 150000005693 branched-chain amino acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000006172 buffering agent Substances 0.000 description 1
- OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N butane-2,3-diol Chemical compound CC(O)C(C)O OWBTYPJTUOEWEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010036467 butanediol dehydrogenase Proteins 0.000 description 1
- 235000014121 butter Nutrition 0.000 description 1
- 208000032343 candida glabrata infection Diseases 0.000 description 1
- 235000013736 caramel Nutrition 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 230000025938 carbohydrate utilization Effects 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 230000019522 cellular metabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 238000012411 cloning technique Methods 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 235000016213 coffee Nutrition 0.000 description 1
- 235000013353 coffee beverage Nutrition 0.000 description 1
- 239000008373 coffee flavor Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 235000009508 confectionery Nutrition 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 239000006071 cream Substances 0.000 description 1
- 238000006114 decarboxylation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 150000002016 disaccharides Chemical class 0.000 description 1
- 230000002222 downregulating effect Effects 0.000 description 1
- 230000003828 downregulation Effects 0.000 description 1
- 229940092559 enterobacter aerogenes Drugs 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 1
- 230000009483 enzymatic pathway Effects 0.000 description 1
- 238000011067 equilibration Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- 238000012262 fermentative production Methods 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000008369 fruit flavor Substances 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000012224 gene deletion Methods 0.000 description 1
- 238000010363 gene targeting Methods 0.000 description 1
- 235000021472 generally recognized as safe Nutrition 0.000 description 1
- 238000010353 genetic engineering Methods 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- 239000007952 growth promoter Substances 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 1
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 1
- 238000002744 homologous recombination Methods 0.000 description 1
- 230000006801 homologous recombination Effects 0.000 description 1
- 101150029559 hph gene Proteins 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- GRRNUXAQVGOGFE-NZSRVPFOSA-N hygromycin B Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](NC)C[C@@H](N)[C@H](O)[C@H]1O[C@H]1[C@H]2O[C@@]3([C@@H]([C@@H](O)[C@@H](O)[C@@H](C(N)CO)O3)O)O[C@H]2[C@@H](O)[C@@H](CO)O1 GRRNUXAQVGOGFE-NZSRVPFOSA-N 0.000 description 1
- 229940097277 hygromycin b Drugs 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229960000310 isoleucine Drugs 0.000 description 1
- AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N isoleucine Natural products CCC(C)C(N)C(O)=O AGPKZVBTJJNPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002029 lignocellulosic biomass Substances 0.000 description 1
- 159000000003 magnesium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002696 manganese Chemical class 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 235000013372 meat Nutrition 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 108020004999 messenger RNA Proteins 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 230000007483 microbial process Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910000402 monopotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019796 monopotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 235000019520 non-alcoholic beverage Nutrition 0.000 description 1
- 231100000956 nontoxicity Toxicity 0.000 description 1
- TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N octane Chemical compound CCCCCCCC TVMXDCGIABBOFY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 1
- CWCMIVBLVUHDHK-ZSNHEYEWSA-N phleomycin D1 Chemical compound N([C@H](C(=O)N[C@H](C)[C@@H](O)[C@H](C)C(=O)N[C@@H]([C@H](O)C)C(=O)NCCC=1SC[C@@H](N=1)C=1SC=C(N=1)C(=O)NCCCCNC(N)=N)[C@@H](O[C@H]1[C@H]([C@@H](O)[C@H](O)[C@H](CO)O1)O[C@@H]1[C@H]([C@@H](OC(N)=O)[C@H](O)[C@@H](CO)O1)O)C=1N=CNC=1)C(=O)C1=NC([C@H](CC(N)=O)NC[C@H](N)C(N)=O)=NC(N)=C1C CWCMIVBLVUHDHK-ZSNHEYEWSA-N 0.000 description 1
- 102000020233 phosphotransferase Human genes 0.000 description 1
- 101150000475 pntAB gene Proteins 0.000 description 1
- 108091033319 polynucleotide Proteins 0.000 description 1
- 102000040430 polynucleotide Human genes 0.000 description 1
- 239000002157 polynucleotide Substances 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M potassium dihydrogen phosphate Chemical compound [K+].OP(O)([O-])=O GNSKLFRGEWLPPA-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 229940107700 pyruvic acid Drugs 0.000 description 1
- 230000010076 replication Effects 0.000 description 1
- 108091008146 restriction endonucleases Proteins 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 101150005492 rpe1 gene Proteins 0.000 description 1
- 229960002181 saccharomyces boulardii Drugs 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000012163 sequencing technique Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 101150033131 sthA gene Proteins 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000185 sucrose group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150088047 tdh3 gene Proteins 0.000 description 1
- 101150109723 tef3 gene Proteins 0.000 description 1
- 229960002363 thiamine pyrophosphate Drugs 0.000 description 1
- 235000008170 thiamine pyrophosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011678 thiamine pyrophosphate Substances 0.000 description 1
- YXVCLPJQTZXJLH-UHFFFAOYSA-N thiamine(1+) diphosphate chloride Chemical compound [Cl-].CC1=C(CCOP(O)(=O)OP(O)(O)=O)SC=[N+]1CC1=CN=C(C)N=C1N YXVCLPJQTZXJLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 108091006106 transcriptional activators Proteins 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 1
- UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N trichloroethylene Natural products ClCC(Cl)Cl UBOXGVDOUJQMTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001515965 unidentified phage Species 0.000 description 1
- 230000003827 upregulation Effects 0.000 description 1
- 239000004474 valine Substances 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 239000011652 vitamin K3 Substances 0.000 description 1
- 229940041603 vitamin k 3 Drugs 0.000 description 1
- 235000020234 walnut Nutrition 0.000 description 1
- 239000002912 waste gas Substances 0.000 description 1
- 101150011516 xlnD gene Proteins 0.000 description 1
- 239000007222 ypd medium Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y106/00—Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6)
- C12Y106/03—Oxidoreductases acting on NADH or NADPH (1.6) with oxygen as acceptor (1.6.3)
- C12Y106/03001—NAD(P)H oxidase (1.6.3.1), i.e. NOX1
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/11—DNA or RNA fragments; Modified forms thereof; Non-coding nucleic acids having a biological activity
- C12N15/52—Genes encoding for enzymes or proenzymes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N15/00—Mutation or genetic engineering; DNA or RNA concerning genetic engineering, vectors, e.g. plasmids, or their isolation, preparation or purification; Use of hosts therefor
- C12N15/09—Recombinant DNA-technology
- C12N15/63—Introduction of foreign genetic material using vectors; Vectors; Use of hosts therefor; Regulation of expression
- C12N15/79—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts
- C12N15/80—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi
- C12N15/81—Vectors or expression systems specially adapted for eukaryotic hosts for fungi for yeasts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0006—Oxidoreductases (1.) acting on CH-OH groups as donors (1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/0004—Oxidoreductases (1.)
- C12N9/0012—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7)
- C12N9/0036—Oxidoreductases (1.) acting on nitrogen containing compounds as donors (1.4, 1.5, 1.6, 1.7) acting on NADH or NADPH (1.6)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/10—Transferases (2.)
- C12N9/1022—Transferases (2.) transferring aldehyde or ketonic groups (2.2)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12N—MICROORGANISMS OR ENZYMES; COMPOSITIONS THEREOF; PROPAGATING, PRESERVING, OR MAINTAINING MICROORGANISMS; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING; CULTURE MEDIA
- C12N9/00—Enzymes; Proenzymes; Compositions thereof; Processes for preparing, activating, inhibiting, separating or purifying enzymes
- C12N9/88—Lyases (4.)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/16—Butanols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/02—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group
- C12P7/04—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic
- C12P7/18—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a hydroxy group acyclic polyhydric
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P7/00—Preparation of oxygen-containing organic compounds
- C12P7/24—Preparation of oxygen-containing organic compounds containing a carbonyl group
- C12P7/26—Ketones
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y202/00—Transferases transferring aldehyde or ketonic groups (2.2)
- C12Y202/01—Transketolases and transaldolases (2.2.1)
- C12Y202/01006—Acetolactate synthase (2.2.1.6)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y401/00—Carbon-carbon lyases (4.1)
- C12Y401/01—Carboxy-lyases (4.1.1)
- C12Y401/01001—Pyruvate decarboxylase (4.1.1.1)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C12—BIOCHEMISTRY; BEER; SPIRITS; WINE; VINEGAR; MICROBIOLOGY; ENZYMOLOGY; MUTATION OR GENETIC ENGINEERING
- C12Y—ENZYMES
- C12Y401/00—Carbon-carbon lyases (4.1)
- C12Y401/01—Carboxy-lyases (4.1.1)
- C12Y401/01005—Acetolactate decarboxylase (4.1.1.5)
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E50/00—Technologies for the production of fuel of non-fossil origin
- Y02E50/10—Biofuels, e.g. bio-diesel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Genetics & Genomics (AREA)
- Zoology (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Mycology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Plant Pathology (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
- Enzymes And Modification Thereof (AREA)
Abstract
本発明は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有する組換え酵母に関し、そのゲノム中には以下のものが挿入されている:- アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする1つ又は複数の核酸、- アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする1つ又は複数の核酸、及び- NADHオキシダーゼ又はNOXEをコードする1つ又は複数のコピーの核酸。 The present invention relates to a recombinant yeast having reduced pyruvate decarboxylase activity, wherein the following are inserted in the genome: one or more nucleic acids encoding acetolactate synthase or ALS, One or more nucleic acids encoding lactate decarboxylase or ALD, and one or more copies of nucleic acid encoding NADH oxidase or NOXE.
Description
本発明は、改善されたアセトイン経路を有する微生物に関する。組換え微生物が、無改変微生物に比べてアセトインの産生を改善させるため改変される。本発明は、このような微生物を用いてアセトインを産生させる方法も提供する。 The present invention relates to microorganisms having an improved acetoin pathway. Recombinant microorganisms are modified to improve acetoin production compared to unmodified microorganisms. The present invention also provides a method for producing acetoin using such a microorganism.
3-ヒドロキシブタノン又はアセチルメチルカルビノールとしても知られているアセトインは、細菌中でピルビン酸(pyruvate)から2つの酵素の作用により形成される、その酵素とは、すなわち、2つのピルビン酸分子の単一の脱カルボキシル化での縮合を触媒してα-アセト乳酸が得られるα-アセト乳酸シンターゼと、この最後のものをアセトインに脱カルボキシル化するα-アセト乳酸デカルボキシラーゼである(Juni、1952)。 Acetoin, also known as 3-hydroxybutanone or acetylmethylcarbinol, is formed in bacteria by the action of two enzymes from pyruvate, that is, the two pyruvate molecules An α-acetolactic acid synthase that catalyzes a condensation in a single decarboxylation to give α-acetolactic acid and an α-acetolactic acid decarboxylase that decarboxylates this last to acetoin (Juni, 1952). ).
アセトインは、一般に食品産業において使用される香味料であり、より安全であるとみなされていることが理由でジアセチルから置き換わっている(Huang、2011)。アセトインは、キイチゴ、イチゴ、バニラ、クルミ、ラム、バター、バタースコッチ、カラメル、ココナツ、コーヒー及び果実各香味料のための調合物中に香味料成分として使用される。アセトインは、アルコール性及び非アルコール性の飲料、例えば、クリームソーダに添加されてもよい。そのバターのような香味料は、アイスクリーム、アイス、キャンディー、焼いた製品(baked goods)、マーガリン、ゼラチンデザート、カッテージチーズ、マーガリン及びショートニングによく適している。アセトインは、美容産業では香料中で、及びアロマ担体として芳香剤中で使用される。最後に、アセトインは、タバコ中の及び電子タバコ中の香味料剤としてトップの化学的な添加物のうちの1つである。更に、アセトインは、化学の有用な中間体である、メチルビニルケトン(MVK)の前駆体である。 Acetoin is a flavoring agent commonly used in the food industry and has replaced diacetyl because it is considered safer (Huang, 2011). Acetoin is used as a flavoring ingredient in formulations for raspberry, strawberry, vanilla, walnut, lamb, butter, butterscotch, caramel, coconut, coffee and fruit flavors. Acetoin may be added to alcoholic and non-alcoholic beverages such as cream soda. The buttery flavor is well suited for ice cream, ice cream, candy, baked goods, margarine, gelatin dessert, cottage cheese, margarine and shortening. Acetoin is used in fragrances in the beauty industry and in fragrances as an aroma carrier. Finally, acetoin is one of the top chemical additives as a flavoring agent in tobacco and in electronic tobacco. In addition, acetoin is a precursor of methyl vinyl ketone (MVK), a useful intermediate in chemistry.
アセトインの伝統的な化学合成は、石油不足及び環境汚染の難点に直面しており、一方、食物香味料としてのアセトインの市場は、現在のところ、年間割合で5から5,5%なおも増殖しており、2018年には140億ドルに達すると予想されている。芳香剤市場は、2018年には160億ドルを超えると予想されている。 The traditional chemical synthesis of acetoin faces the challenges of oil shortages and environmental pollution, while the market for acetoin as a food flavorant currently grows at an annual rate of 5 to 5,5% And is expected to reach $ 14 billion in 2018. The fragrance market is expected to exceed $ 16 billion in 2018.
過去において伝統的な化学プロセスによってのみ製造することができた多くの化学物質は、現在、再生可能資源を用いて、生物学的に生成される可能性を有しうる(Danner&Braun、1999;Hatti-Kaulら、2007)。アセトインの微生物産生は、そのような例の1つである。このバイオプロセスに対する関心は、著しく増加しており、その理由は、アセトインが上述のように多数の産業上の適用を有しており、微生物産生が、プラットホーム化学物質の製造のために石油供給への依存性を緩和すると見込まれるからである。出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)は、そのようなバイオプロセスの特によく適したプラットホームである(Nielsen 2013)。アセトインの微生物産生に関して、大部分の研究は、アセトインを産生させるために、微生物、例えば、カンジダグラブラータ(Candida glabrata)、枯草菌(Bacillus subtilis)を使用した(Shubo Liら、Microbial Cell Factories 2014、13:55;Silbersack Jら、Appl Microbiol Biotechnol. 2006 Dec;73(4):895-903; Many chemicals that could only be produced by traditional chemical processes in the past can now have the potential to be biologically generated using renewable resources (Danner & Braun, 1999; Hatti- Kaul et al., 2007). The microbial production of acetoin is one such example. Interest in this bioprocess has increased significantly because acetoin has numerous industrial applications, as described above, and microbial production has become an oil supply for the production of platform chemicals. This is because it is expected to ease the dependency of Saccharomyces cerevisiae is a particularly well-suited platform for such bioprocesses (Nielsen 2013). With respect to microbial production of acetoin, most studies used microorganisms such as Candida glabrata, Bacillus subtilis to produce acetoin (Shubo Li et al., Microbial Cell Factories 2014, 13:55; Silbersack J et al., Appl Microbiol Biotechnol. 2006 Dec; 73 (4): 895-903;
したがって、GRAS(すなわち、一般に安全であると認識される)微生物によるアセトイン産生が望ましいであろう。酵母、より詳細には、出芽酵母が、これに関して、適切な微生物である。出芽酵母は、天然でアセトインを産生することが知られているが、アセトイン産生の収率及び生産性は乏しい。エタノール産生は実は出芽酵母における効率的なアセトイン産生について実際に最も明白な障壁であり、その理由は、鍵となる中間体であるピルビン酸がアセトインというよりむしろエタノールを産生するために優先的に使用されるからである。 Therefore, acetoin production by GRAS (ie, generally recognized as safe) microorganisms would be desirable. Yeast, and more particularly budding yeast, are suitable microorganisms in this regard. Saccharomyces cerevisiae is known to naturally produce acetoin, but the yield and productivity of acetoin production are poor. Ethanol production is actually the most obvious barrier to efficient acetoin production in Saccharomyces cerevisiae because the key intermediate pyruvic acid is preferentially used to produce ethanol rather than acetoin Because it is done.
したがって、明らかな理由のため、微生物プロセスを通してアセトインの産生を改善すること、より詳細には、ピルビン酸をアセトインに変換することは、継続的な課題のままである。より詳細には、特に産業化要件に適合する、アセトインの増強された産生収率を有する安定な組換え微生物の必要性がなお存在する。 Thus, for obvious reasons, improving acetoin production through microbial processes, and more particularly, converting pyruvate to acetoin remains an ongoing challenge. More particularly, there is still a need for stable recombinant microorganisms with enhanced production yields of acetoin that are particularly compatible with industrialization requirements.
本発明は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有する組換え酵母に関し、そのゲノム中には:
- アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする1つ又は複数の核酸、
- アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする1つ又は複数の核酸、及び
- NADHオキシダーゼ(NOXE)をコードする1つ又は複数のコピーの核酸
が挿入されている。
The present invention relates to a recombinant yeast having reduced pyruvate decarboxylase activity in its genome:
-One or more nucleic acids encoding acetolactate synthase or ALS,
-One or more nucleic acids encoding acetolactate decarboxylase or ALD, and
-One or more copies of nucleic acid encoding NADH oxidase (NOXE) has been inserted.
特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、以下の式:
(I)5'-[遺伝子1]x1-3'及び5'-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(II)5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(III)5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-[遺伝子3]x3-3'、並びに
その組合せ、
(式中:
- 「遺伝子1」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択される核酸を意味し;
- 「遺伝子2」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1とは異なる核酸を意味し;
- 「遺伝子3」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1及び2とは異なる核酸を意味し;
- 「ALS」は、アセト乳酸シンターゼをコードする核酸であり;
- 「ALD」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする核酸であり;
- 「NOXE」は、NADHオキシダーゼをコードする核酸であり;
- 「x1」、「x2」及び「x3」のそれぞれは、相互に独立に、0から50、好ましくは0から20の範囲の整数を表し、
但し、前記組換え酵母は、ALS、ALD及びNOXEのそれぞれをコードする少なくとも1つの核酸を含む)
を含む群から選択される1つ又は複数のDNA構築物を含んでいてもよい。
According to a particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention has the following formula:
(I) 5 '-[gene 1] x1 -3' and 5 '-[gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(II) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(III) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2- [gene 3] x3 -3', and combinations thereof,
(Where:
-"Gene 1" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE;
-"Gene 2" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from gene 1;
-"Gene 3" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from genes 1 and 2;
-"ALS" is a nucleic acid encoding acetolactate synthase;
-"ALD" is a nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase;
-"NOXE" is a nucleic acid encoding NADH oxidase;
-Each of "x1", "x2" and "x3", independently of one another, represents an integer in the range of 0 to 50, preferably 0 to 20,
However, the recombinant yeast contains at least one nucleic acid encoding each of ALS, ALD and NOXE)
One or more DNA constructs selected from the group comprising:
好ましくは、「x1」、「x2」及び「x3」のうちのそれぞれは、相互に独立に、0から12、より詳細には0から5の範囲、特に0から3の範囲を含む0から15の範囲の整数を表し、更に良好には1に等しい整数を表す。 Preferably, each of “x1”, “x2” and “x3”, independently of each other, is 0 to 12, more particularly in the range of 0 to 5, in particular including the range of 0 to 3, 0 to 15. Represents an integer in the range, and better still represents an integer equal to 1.
別の特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、同一又は異なる、少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの上述の式(II)のDNA構築物であって、「遺伝子3」がNADHオキシダーゼをコードする核酸を意味するDNA構築物を含んでいてもよい。 According to another particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention is at least one, preferably at least two, DNA constructs of formula (II) as defined above, wherein “gene 3” is NADH oxidase. A DNA construct may be included which means a nucleic acid encoding.
更に別の特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、同一又は異なる、少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの式(IIa)のDNA構築物であって、各式(IIa)が以下の式:
(IIa) 5'-[(prom5)y1-遺伝子1-term5]x5-[prom1-遺伝子1-term1]x1-[prom2-遺伝子2-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-遺伝子3-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- 遺伝子1、遺伝子2、遺伝子3、「x1」、「x2」及び「x3」は、例えば、上記で規定したものであり;
- 「x5」は、0又は1に等しい整数を表し;
- 「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、相互に独立に、0又は1に等しい整数を表し;
- 前記組換え酵母が少なくとも2つの式(IIa)のDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよく又は異なっていてもよく;
- 「prom 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、遺伝子1の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 5」は、遺伝子1の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)
を有するDNA構築物を含んでいてもよい。
According to yet another specific embodiment, the recombinant yeast according to the invention is at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (IIa), which are the same or different, wherein each formula (IIa) is formula:
(IIa) 5 '- [( prom5) y1 - Gene 1-term5] x5 - [prom1- gene 1-term1] x1 - [prom2- gene 2- (term2) z1] x2 -3 ' and 5 '- [( prom3) y2 -gene 3- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-Gene 1, gene 2, gene 3, `` x1 '', `` x2 '' and `` x3 '' are, for example, those defined above;
-"X5" represents an integer equal to 0 or 1;
-`` Y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' represent, independently of one another, an integer equal to 0 or 1;
-When the recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIa), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '''' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 3;
-`` Prom 5 '' is a control sequence that controls the expression of gene 1, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 3;
-"Term 5" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of gene 1, and said term 5 is the same as or different from term 1)
A DNA construct having
別の特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、同一又は異なる、少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの式(IIb)のDNA構築物であって、各式(IIb)が以下の式:
(IIb) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- ALS、ALD、NOXE;「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば、上記で規定したものであり;
- 前記組換え酵母が少なくとも2つの式(IIb)のDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよく又は異なっていてもよく;
- 「prom 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)
を有するDNA構築物を含んでいてもよい。
According to another particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention is the same or different, at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (IIb), each formula (IIb) having the formula :
(IIb) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-ALS, ALD, NOXE; `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are, for example, those defined above;
-If said recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIb), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
-"Prom 5" is a control sequence that controls the expression of a sequence encoding acetolactate synthase, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
-"Term 5" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase, and said term 5 is the same as or different from term 1)
A DNA construct having
別の特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、少なくとも2つの式(II)、(IIa)又は(IIb)のDNA構築物を含んでいてもよく、但し、NOXEの核酸の全てのコピーは、少なくとも2つの式(II)、(IIa)又は(IIb)のDNA構築物の1つに位置する。 According to another particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention may comprise at least two DNA constructs of the formula (II), (IIa) or (IIb) provided that all of the NOXE nucleic acids are present. The copy is located in one of at least two DNA constructs of formula (II), (IIa) or (IIb).
別の特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、少なくとも2つの、好ましくは厳密に2つの、以下の式(IIc)及び(IId):
(IIc) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x6-3';並びに
(IId) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x7-3'
(式中:
- ALS、ALD、NOXE;「prom1」、「prom2」、「prom3」、「prom5」、「term1」、「term2」、「term3」及び「term5」;「x1」、「x2」及び「x3」;及び「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば、上記で規定したものであり;
- 「x1」から「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は各式(IIc)及び(IId)について同一又は異なり;並びに
- 「x6」及び「x7」は、0から50、好ましくは0から20、好ましくは0から12、より詳細には2から5、好ましくは3から4の範囲、及び更に好ましくは(better still)3に等しい整数を表し、但し、「x6」及び「x7」のうちの1つは0を表す)
のDNA構築物を含んでいてもよい。
According to another particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention has at least two, preferably exactly two, the following formulas (IIc) and (IId):
(IIc) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x6 -3 ';
(IId) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x7 -3 '
(Where:
-ALS, ALD, NOXE; “prom1,” “prom2,” “prom3,” “prom5,” “term1,” “term2,” “term3” and “term5”; “x1”, “x2” and “x3” And `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are, for example, those defined above;
-`` X1 '' to `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are the same or different for each formula (IIc) and (IId); and
-"X6" and "x7" are in the range 0 to 50, preferably 0 to 20, preferably 0 to 12, more particularly 2 to 5, preferably 3 to 4, and more preferably still Represents an integer equal to 3, with one of `` x6 '' and `` x7 '' representing 0)
Of DNA constructs may be included.
本発明はまた、メチルビニルケトンを包含する、アセトイン及び/又はその誘導体の産生のための、本発明による組換え酵母の使用に属する。 The invention also belongs to the use of the recombinant yeast according to the invention for the production of acetoin and / or its derivatives, including methyl vinyl ketone.
本発明はまた、アセトインの産生のための方法に関し、前記方法は以下の工程:
(a)適切な培養培地において本発明による組換え酵母を培養する工程;及び
(c)アセトインを回収する工程
を含む。
The invention also relates to a method for the production of acetoin, said method comprising the following steps:
(a) culturing the recombinant yeast according to the invention in a suitable culture medium; and
(c) including a step of recovering acetoin.
好ましくは、前記培養培地は、好ましくはグルコース及びスクロースを含む群から選択される炭素源を含む。 Preferably, the culture medium comprises a carbon source preferably selected from the group comprising glucose and sucrose.
定義
本明細書で使用される、用語「微生物」は、人工的に改変されていない酵母を指す。微生物「アクセプター」に組み込まれ、発現することになる外来の遺伝因子を供する場合、又は遺伝子構築若しくはタンパク質発現のためのツールとして使用される場合に、微生物は「ドナー」となりうる。本発明の微生物は、アセトインの生合成のための遺伝子を発現する酵母のうちから選ばれる。
Definitions As used herein, the term “microorganism” refers to a yeast that has not been artificially modified. A microorganism can be a “donor” when it is provided with an exogenous genetic factor that is incorporated into and expressed by a microorganism “acceptor” or as a tool for gene construction or protein expression. The microorganism of the present invention is selected from yeasts that express a gene for acetoin biosynthesis.
本明細書で使用される、用語「組換え微生物」又は「遺伝子改変された微生物」又は「組換え酵母」又は「遺伝子改変された酵母」は、遺伝子改変された又は遺伝子操作された酵母を指す。これは、これらの用語の通常の意味に従って、本発明の微生物が、天然に見出されず、天然に見出される相当する微生物からの遺伝因子の導入又は欠失又は改変のいずれかによって改変されることを意味する。特定の淘汰圧下で、定方向突然変異誘発及び進化を組み合わせることによって新しい代謝経路の発生及び進化を強制することによって改変することもできる(例として、国際公開第2004/076659号を参照されたい)。 As used herein, the term “recombinant microorganism” or “genetically modified microorganism” or “recombinant yeast” or “genetically modified yeast” refers to a genetically modified or genetically modified yeast. . This is in accordance with the normal meaning of these terms that the microorganism of the present invention is not found in nature and is modified either by introduction or deletion or modification of genetic factors from the corresponding microorganism found in nature. means. It can also be modified by forcing the development and evolution of new metabolic pathways by combining directed mutagenesis and evolution under certain selection pressures (see, eg, WO 2004/076659) .
外因性遺伝子が宿主微生物における発現を可能にする全てのエレメントとともに微生物に導入される場合に、微生物はこれらの遺伝子を発現するために改変されうる。微生物は、内因性遺伝子の発現レベルを調節するため改変されてもよい。酵母の様な微生物の外因性DNAでの改変又は「形質転換」は、当業者にとってルーチン作業である。特に、本発明による微生物の遺伝的な改変、より詳細には、本明細書に規定する遺伝的な改変は、DiCarloら、(Nucl. Acids Res.、vol.41、No.7、2013:4336-4343)記載される通りにCRISPR-Casシステムを用いることによって行ってもよい。 When exogenous genes are introduced into a microorganism with all elements that allow expression in the host microorganism, the microorganism can be modified to express these genes. The microorganism may be modified to regulate the expression level of the endogenous gene. Modification or “transformation” of exogenous DNA in microorganisms such as yeast is a routine task for those skilled in the art. In particular, genetic modifications of microorganisms according to the present invention, and more particularly the genetic modifications defined herein, are described in DiCarlo et al. (Nucl. Acids Res., Vol. 41, No. 7, 2013: 4336. -4343) may be performed by using the CRISPR-Cas system as described.
用語「内因性遺伝子」は、その遺伝子が、野生型株において、任意の遺伝的な改変の前に微生物において存在していたことを意味する。内因性遺伝子は、内因性調節エレメントに加えて又は内因性調節エレメントを置き換えて異種配列を導入することによって、或いは1つ又は複数の補充コピーの遺伝子を染色体又はプラスミドに導入することによって過剰発現されてもよい。内因性遺伝子は、それらの発現及び/又は活性を調節するため改変されてもよい。例えば、変異は遺伝子産物を改変するためコード配列に導入されてもよい或いは異種配列は内因性調節エレメントに加えて又は内因性調節エレメントを置き換えて導入されてもよい。内因性遺伝子の調節は、遺伝子産物の活性の上方制御及び/又は増強、或いは、内因性遺伝子産物の活性の下方制御及び/又は減弱をもたらしうる。内因性遺伝子の発現を増強する別の方式は、1つ又は複数の補充コピーの遺伝子を染色体又はプラスミドに導入することである。 The term “endogenous gene” means that the gene was present in the microorganism in the wild type strain prior to any genetic modification. Endogenous genes are overexpressed by introducing heterologous sequences in addition to or replacing endogenous regulatory elements, or by introducing one or more supplemental copies of genes into a chromosome or plasmid. May be. Endogenous genes may be modified to regulate their expression and / or activity. For example, mutations may be introduced into the coding sequence to alter the gene product, or heterologous sequences may be introduced in addition to or replacing the endogenous regulatory element. Regulation of an endogenous gene can result in up-regulation and / or enhancement of the activity of the gene product, or down-regulation and / or attenuation of the activity of the endogenous gene product. Another way to enhance expression of an endogenous gene is to introduce one or more supplemental copies of the gene into a chromosome or plasmid.
用語「外因性遺伝子」は、その遺伝子が当業者によって周知の手段によって微生物に導入されたこと、一方、この遺伝子が野生型微生物において天然に存在しないことを意味する。外因性遺伝子が宿主微生物においてそれらの発現を可能にする全てのエレメントとともに微生物に導入される場合に、微生物はこれらの遺伝子を発現することができる。微生物を外因性DNAで形質転換することは、当業者にとってルーチン作業である。外因性遺伝子は、宿主染色体に組み込まれてもよく、又は染色体外性にプラスミド若しくはベクターから発現されてもよい。細胞中のそれらの複製開始点及びそれらのコピー数に関して異なる種々のプラスミドは、全て当技術分野において知られている。外因性遺伝子の配列は、宿主微生物におけるその発現のために適合されてもよい。実際、当業者は、コドン使用バイアスという考えについて及びどのようにして、推定されるタンパク質を改変することなく、特定のコドン使用バイアスに核配列(nucleic sequence)を適合するかについて知っている。 The term “exogenous gene” means that the gene has been introduced into the microorganism by means well known by those skilled in the art, while the gene is not naturally present in the wild-type microorganism. Microorganisms can express these genes when the exogenous genes are introduced into the microorganism along with all the elements that allow their expression in the host microorganism. It is routine for those skilled in the art to transform microorganisms with exogenous DNA. The exogenous gene may be integrated into the host chromosome or expressed exogenously from a plasmid or vector. Various plasmids that differ with respect to their origin of replication in cells and their copy number are all known in the art. The sequence of the exogenous gene may be adapted for its expression in the host microorganism. Indeed, those skilled in the art know about the idea of codon usage bias and how to adapt the nucleic sequence to a particular codon usage bias without altering the putative protein.
用語「異種遺伝子」は、その遺伝子が、それを発現するレシピエント微生物と異なる微生物の種に由来することを意味する。その用語は、微生物において天然に存在しない遺伝子を指す。 The term “heterologous gene” means that the gene is derived from a species of microorganism that is different from the recipient microorganism that expresses it. The term refers to a gene that does not naturally occur in a microorganism.
本出願において、全ての遺伝子は、それらの共通の名称並びにそれらのヌクレオチド配列及び生じるケースではそれらのアミノ酸配列を参照して参照される。既知遺伝子についての受託番号に与えられる参照を用いて、当業者は、他の生物、細菌株、酵母、真菌、哺乳動物、植物等における相当する遺伝子を決定できる。このルーチン作業は、他の微生物に由来する遺伝子と配列の整列を行うこと及び別の生物における対応する遺伝子をクローン化するための縮重プローブをデザインすることによって決定することができるコンセンサス配列を用いて有利に行われる。 In this application, all genes are referenced with reference to their common names as well as their nucleotide sequences and in their cases their amino acid sequences. Using the reference given to the accession number for a known gene, one skilled in the art can determine the corresponding gene in other organisms, bacterial strains, yeast, fungi, mammals, plants and the like. This routine work uses consensus sequences that can be determined by aligning sequences with genes from other microorganisms and designing degenerate probes to clone the corresponding genes in another organism. Advantageously.
当業者は、内因性遺伝子の発現を調節する及び特に上方制御する又は下方制御する異なる手段について知っている。例えば、内因性遺伝子の発現を増強する別の方式は、1つ又は複数の補充コピーの遺伝子を染色体又はプラスミドに導入することである。 The person skilled in the art knows different means of regulating the expression of endogenous genes and in particular upregulating or downregulating them. For example, another way to enhance expression of an endogenous gene is to introduce one or more supplemental copies of the gene into a chromosome or plasmid.
別の方式は、遺伝子の内因性プロモーターをより強力なプロモーターで置き換えることである。これらのプロモーターは、相同性又は異種性であってもよい。酵母における発現の高レベルを可能にすることが知られている相同性プロモーターは、ADH1、GPDH、TEF1、切断型HXT7、PFK1、FBA1、PGK1及びTDH3等の群において選択されるものである。本発明において特に興味深いプロモーターは、以下により詳しく規定される。 Another approach is to replace the gene's endogenous promoter with a stronger promoter. These promoters may be homologous or heterologous. Homologous promoters known to allow high levels of expression in yeast are those selected in groups such as ADH1, GPDH, TEF1, truncated HXT7, PFK1, FBA1, PGK1 and TDH3. Particularly interesting promoters in the present invention are defined in more detail below.
酵母において、核酸発現構築物は、好ましくは、考慮される遺伝子のそれぞれを及び、より詳細には、本発明による上述のALS、ALD及びNOXE酵素のそれぞれをコードする核酸配列に作動可能に連結される、制御配列、例えば、プロモーター及びターミネーター配列を含む。 In yeast, the nucleic acid expression construct is preferably operably linked to a nucleic acid sequence encoding each of the genes considered and, more particularly, each of the aforementioned ALS, ALD and NOXE enzymes according to the present invention. Regulatory sequences, eg, promoter and terminator sequences.
核酸発現構築物は、5'及び/若しくは3'認識配列並びに/又は選択マーカーを更に含んでもよい。 The nucleic acid expression construct may further comprise a 5 ′ and / or 3 ′ recognition sequence and / or a selectable marker.
用語「過剰発現」は、遺伝子の又は酵素の発現が、非改変微生物と比較して増加することを意味する。酵素の発現の増加は、前記酵素をコードする遺伝子の発現を増加させることによって得られる。遺伝子の発現の増加は、当業者によって知られている全ての技術によって行ってもよい。これに関して、プロモーター、特に強力なプロモーター及びターミネーターの間の前記核酸の幾つかのコピーの過剰発現又は導入が意図される核酸の上流の強力なプロモーターの実装がとりわけ引用されうる。 The term “overexpression” means that the expression of a gene or enzyme is increased compared to an unmodified microorganism. Increased expression of the enzyme can be obtained by increasing the expression of the gene encoding the enzyme. Increasing gene expression may be done by any technique known by those skilled in the art. In this regard, mention may be made in particular of the implementation of a strong promoter upstream of a nucleic acid intended to overexpress or introduce several copies of said nucleic acid between a promoter, in particular a strong promoter and terminator.
酵素の「活性」は、用語「機能」と交換可能に使用され、本発明に関しては、所望の反応を触媒する酵素の能力を指す。 Enzyme “activity” is used interchangeably with the term “function” and, in the context of the present invention, refers to the ability of an enzyme to catalyze a desired reaction.
酵素の「減少した活性」又は「減弱した活性」という用語は、アミノ酸配列における変異によって得られるタンパク質の減少した特異的な触媒活性及び/又はヌクレオチド配列の変異によって若しくは同族の対応する遺伝子の欠失によって得られる細胞におけるタンパク質の低下した濃度のいずれかを意味する。 The terms “reduced activity” or “attenuated activity” of an enzyme refer to a reduced specific catalytic activity of a protein resulting from a mutation in the amino acid sequence and / or a deletion of the corresponding gene in the cognate due to a mutation in the nucleotide sequence. Means any of the reduced concentrations of the protein in the cells obtained.
酵素の「増強された活性」という用語は、例えば、酵素をコードする遺伝子の過剰発現によって得られる、酵素の増加した特異的な触媒活性及び/又は細胞における酵素の増加した量/利用可能性のいずれかを指定する。 The term “enhanced activity” of an enzyme refers to, for example, the increased specific catalytic activity of the enzyme and / or the increased amount / availability of the enzyme in the cell, obtained by overexpression of the gene encoding the enzyme. Specify one.
「コードする(encoding)」又は「コードする(coding)」という用語は、転写及び翻訳の機構を通して、ポリヌクレオチドがアミノ酸配列を産生するプロセスを指す。 The term “encoding” or “coding” refers to the process by which a polynucleotide produces an amino acid sequence through transcriptional and translational mechanisms.
本発明において考慮される酵素をコードする遺伝子は、外因性又は内因性でありうる。 The gene encoding the enzyme contemplated in the present invention can be exogenous or endogenous.
遺伝子の「減弱」は、遺伝子が、非改変微生物におけるよりも下位の割合で発現されることを意味する。減弱は、当業者によって知られている手段及び方法によって達成されてもよく、相同組換えによって得られる遺伝子欠失、遺伝子への外部エレメントの挿入による遺伝子減弱(gene attenuation)又は弱いプロモーター下での遺伝子発現を含有する。当業者は、異なる強度を示す種々のプロモーター及び弱い遺伝的な発現のために使用するプロモーターについて知っている。 “Attenuation” of a gene means that the gene is expressed at a lower rate than in an unmodified microorganism. Attenuation may be achieved by means and methods known by those skilled in the art, such as gene deletion obtained by homologous recombination, gene attenuation by insertion of an external element into the gene or under a weak promoter. Contains gene expression. Those skilled in the art are aware of various promoters that exhibit different strengths and promoters used for weak genetic expression.
本発明において施行される方法は、好ましくは、染色体における特定の位置への異種ヌクレオチド配列の安定的な導入のための又は遺伝子改変された微生物細胞における1つ若しくは複数の標的遺伝子の機能的な破壊のための1つ若しくは複数の染色体組込み構築物の使用を必要とする。幾つかの実施形態において、標的遺伝子の破壊は、関連する機能的タンパク質の発現を妨げる。幾つかの実施形態において、標的遺伝子の破壊は、破壊された遺伝子からの非機能的タンパク質の発現をもたらす。 The method practiced in the present invention is preferably a functional disruption of one or more target genes for the stable introduction of heterologous nucleotide sequences at specific positions in the chromosome or in genetically modified microbial cells. Requires the use of one or more chromosomal integration constructs for In some embodiments, disruption of the target gene prevents expression of the relevant functional protein. In some embodiments, disruption of the target gene results in expression of a non-functional protein from the disrupted gene.
本発明の実施において変動しうる染色体組込み構築物のパラメータには、相同配列の長さ;相同配列のヌクレオチド配列;組込み用配列の長さ;組込み用配列のヌクレオチド配列;及び標的座位のヌクレオチド配列が含まれるが、これらに限定されない。幾つかの実施形態において、各相同配列の長さについての有効な範囲は、20から5,000塩基対、優先的には50から100塩基対である。特定の実施形態において、各相同配列の長さは、約50塩基対である。遺伝子ターゲティングに必要とされる相同性の長さについてのより多くの情報については、D.Burkeら、Methods in yeast Genetics - A cold spring harbor laboratory course Manual (2000)を参照されたい。 Parameters for chromosomal integration constructs that may vary in the practice of the invention include homologous sequence length; homologous sequence nucleotide sequence; integration sequence length; integration sequence nucleotide sequence; and target locus nucleotide sequence. However, it is not limited to these. In some embodiments, the effective range for the length of each homologous sequence is 20 to 5,000 base pairs, preferentially 50 to 100 base pairs. In certain embodiments, the length of each homologous sequence is about 50 base pairs. For more information on the length of homology required for gene targeting, see D. Burke et al., Methods in yeast Genetics-A cold spring harbor laboratory course Manual (2000).
幾つかの実施形態において、上述のDNA構築物が挿入されることが意図される、破壊されたピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子は、形質転換された微生物細胞の選択に有用な1つ又は複数の選択可能なマーカーを有利に含んでいてもよい。好ましくは、前記選択可能なマーカーは、本発明によるDNA構築物に含まれる。 In some embodiments, the disrupted pyruvate decarboxylase gene, into which the DNA construct described above is intended to be inserted, is one or more selectable useful for selection of transformed microbial cells. Markers may be advantageously included. Preferably, the selectable marker is included in a DNA construct according to the present invention.
幾つかの実施形態において、選択可能なマーカーは、抗生物質抵抗性マーカーである。抗生物質抵抗性マーカーの例示には、NAT1、AURl-C、HPH、DSDA、KAN<R>、及びSH BLE遺伝子産物が含まれるが、これらに限定されない。S.ノールゼイ(S.noursei)からのNAT1遺伝子産物はノールゼオスリシン(nourseothricin)に対する抵抗性を与え;出芽酵母からのAURl-C遺伝子産物はオーレオバシジンA(AbA)に対する抵抗性を与え;肺炎桿菌(Klebsiella pneumonia)のHPH遺伝子産物はハイグロマイシンBに対する抵抗性を与え;大腸菌(E.coli)のDSDA遺伝子産物は唯一の窒素源としてD-セリンを有するプレートにおいて細胞が増殖することを可能にし;Tn903トランスポゾンのKAN<R>遺伝子はG418に対する抵抗性を与え;ストレプトアロテイカスヒンダスタヌス(Streptoalloteichus hindustanus)からのSH BLE遺伝子産物はZeocin(ブレオマイシン)に対する抵抗性を与える。 In some embodiments, the selectable marker is an antibiotic resistance marker. Examples of antibiotic resistance markers include, but are not limited to, NAT1, AURl-C, HPH, DSDA, KAN <R>, and SH BLE gene products. NAT1 gene product from S. noursei confers resistance to nourseothricin; AURl-C gene product from budding yeast confers resistance to aureobasidin A (AbA); pneumonia Klebsiella pneumonia HPH gene product confers resistance to hygromycin B; E. coli DSDA gene product allows cells to grow on plates with D-serine as the sole nitrogen source The KAN <R> gene of the Tn903 transposon confers resistance to G418; the SH BLE gene product from Streptoalloteichus hindustanus confers resistance to Zeocin (bleomycin).
幾つかの実施形態において、抗生物質抵抗性マーカーは、本発明の遺伝子改変された微生物細胞が単離された後に欠失させる。当業者は、特定の遺伝子に関して適切なマーカーを選択することができる。 In some embodiments, the antibiotic resistance marker is deleted after the genetically modified microbial cell of the invention is isolated. One skilled in the art can select an appropriate marker for a particular gene.
幾つかの実施形態において、選択可能なマーカーは、遺伝子改変された微生物細胞における栄養要求性(例えば、栄養素要求性)をレスキューする。このような実施形態において、親微生物細胞は、親微生物細胞を1つ又は複数の栄養素(栄養要求性表現型)を補充しない培地において増殖する能力をなくさせる、酵母におけるアミノ酸又はヌクレオチド生合成経路において機能する1つ又は複数の遺伝子産物、例えば、HIS3、LEU2、LYS1、LYS2、MET15、TRP1、ADE2、及びURA3遺伝子産物における機能的な破壊を含む。次に、栄養要求性表現型は、破壊された遺伝子産物(NB:遺伝子の機能的なコピーは、クルイロベロマイセス(Kluveromyces)、カンジダ(Candida)等の近い種に由来しうる)の機能的なコピーをコードする染色体組込み体で親微生物細胞を形質転換することによってレスキューすることができる、並びに、生成された遺伝子改変された微生物細胞は、親微生物細胞の栄養要求性表現型の欠損に基づいて選択されうる。 In some embodiments, the selectable marker rescues auxotrophy (eg, auxotrophy) in the genetically modified microbial cell. In such embodiments, the parental microbial cell is in an amino acid or nucleotide biosynthetic pathway in yeast that renders the parental microbial cell incapable of growing in media that is not supplemented with one or more nutrients (auxotrophic phenotype). Includes functional disruption in one or more functioning gene products, eg, HIS3, LEU2, LYS1, LYS2, MET15, TRP1, ADE2, and URA3 gene products. Second, the auxotrophic phenotype is the function of the disrupted gene product (NB: a functional copy of the gene can be from a close species such as Kluveromyces, Candida). Can be rescued by transforming the parental microbial cell with a chromosomal integrant that encodes the genetic copy, and the resulting genetically modified microbial cell is deficient in the auxotrophic phenotype of the parental microbial cell. Can be selected based on.
プロモーター配列、コード配列(例えば、酵素コード配列)、又はターミネーター配列を含む核酸配列のそれぞれについて、参照配列が本明細書に記載される。本記載は、参照核酸配列との特定の核酸同一率(%)を有する核酸配列も包含する。 Reference sequences are described herein for each of the nucleic acid sequences including promoter sequences, coding sequences (eg, enzyme coding sequences), or terminator sequences. The description also encompasses nucleic acid sequences having a particular percentage nucleic acid identity with the reference nucleic acid sequence.
対象のアミノ酸配列のそれぞれについて、参照配列は本明細書に記載される。本記載は、参照アミノ酸配列との特定のアミノ酸配列同一率(%)を有するアミノ酸配列(例えば、酵素アミノ酸配列)も包含する。 For each amino acid sequence of interest, a reference sequence is described herein. The description also encompasses amino acid sequences (eg, enzyme amino acid sequences) having a particular amino acid sequence identity (%) with a reference amino acid sequence.
明らかな理由のため、全ての本記載において、それぞれ、考慮されるヌクレオチド又はアミノ酸同一性に従う、特定の核酸配列又は特定のアミノ酸配列は、所望の生物活性を示すタンパク質(又は酵素)を得ることに更に導かれるべきである。本明細書で使用される、2つの核酸配列の間又は2つのアミノ酸配列の間の「同一率(%)」は、比較ウィンドウを通じて至適に整列された両方の配列を比較することによって決定される。 For obvious reasons, in all this description, a specific nucleic acid sequence or a specific amino acid sequence, according to the nucleotide or amino acid identity considered, respectively, will yield a protein (or enzyme) that exhibits the desired biological activity. Should be further guided. As used herein, ``% identity '' between two nucleic acid sequences or between two amino acid sequences is determined by comparing both sequences that are optimally aligned through a comparison window. The
したがって、比較ウィンドウにおけるヌクレオチド又はアミノ酸配列の部分は、両方の配列の間の至適な整列を得るように、付加又は欠失(例えば、「ギャップ」)を(これらの付加又はこれらの欠失を含まない)参照配列と比較して含んでいてもよい。 Thus, a portion of the nucleotide or amino acid sequence in the comparison window adds or deletes (e.g., `` gap '') (these additions or these deletions) so as to obtain an optimal alignment between both sequences. (Not included) may be included relative to the reference sequence.
同一率(%)は、同一核酸塩基又は同一アミノ酸残基が比較される両配列について認めることができる位置の数を決定すること、次に同一性が両方の核酸塩基の間で又は両方のアミノ酸残基の間で観察することができる位置の数を比較ウィンドウにおける位置のトータル数で割ること、次に結果に100を乗じて2つの配列の間のヌクレオチド同一率(%)又は2つの配列の間のアミノ酸同一率(%)を得ることによって計算される。 The percent identity determines the number of positions that can be found for both sequences to which the same nucleobase or the same amino acid residue is compared, and then identity is between both nucleobases or both amino acids. Divide the number of positions that can be observed between the residues by the total number of positions in the comparison window, then multiply the result by 100 to determine the percent nucleotide identity between the two sequences or the two sequences. Calculated by obtaining the percent amino acid identity between.
配列至適な整列の比較は、既知のアルゴリズムを用いるコンピュータによって行ってもよい。 The comparison of the optimal alignment of the sequences may be performed by a computer using a known algorithm.
最も好ましくは、配列同一率(%)は、CLUSTAL Wソフトウェア(バージョン1.82)を用いてパラメータを以下のとおり設定して決定される:(1)CPU MODE=ClustalW mp;(2)ALIGNMENT="full";(3)OUTPUT FORMAT="aln w/numbers";(4)OUTPUT ORDER="aligned";(5)COLOR ALIGNMENT="no";(6)KTUP(word size)="default";(7)WINDOW LENGTH="default";(8)SCORE TYPE="percent";(9)TOPDIAG="default";(10)PAIRGAP="default";(11)PHYLOGENETIC TREE/TREE TYPE="none";(12)MATRIX="default";(13)GAP OPEN="default";(14)END GAPS="default";(15)GAP EXTENSION="default";(16)GAP DISTANCES="default";(17)TREE TYPE="cladogram"及び(18)TREE GRAP DISTANCES="hide"。 Most preferably, the percent sequence identity is determined using CLUSTAL W software (version 1.82) with the parameters set as follows: (1) CPU MODE = ClustalW mp; (2) ALIGNMENT = "full "; (3) OUTPUT FORMAT =" aln w / numbers "; (4) OUTPUT ORDER =" aligned "; (5) COLOR ALIGNMENT =" no "; (6) KTUP (word size) =" default "; (7 ) WINDOW LENGTH = "default"; (8) SCORE TYPE = "percent"; (9) TOPDIAG = "default"; (10) PAIRGAP = "default"; (11) PHYLOGENETIC TREE / TREE TYPE = "none"; ( 12) MATRIX = "default"; (13) GAP OPEN = "default"; (14) END GAPS = "default"; (15) GAP EXTENSION = "default"; (16) GAP DISTANCES = "default"; (17 ) TREE TYPE = "cladogram" and (18) TREE GRAP DISTANCES = "hide".
「発酵」又は「培養」は、培養される微生物に適合し、少なくとも1つの単純な炭素源、及び必要に応じて補基質を含有する、適切な培養培地を有する発酵槽中で一般に行われる。 "Fermentation" or "culture" is generally performed in a fermentor with a suitable culture medium that is compatible with the microorganism being cultured and contains at least one simple carbon source and optionally a co-substrate.
本明細書に開示される微生物は、ピルビン酸から産物を産生させるための発酵培地中で増殖させてもよい。アセトインの最大産生のために、産生宿主として使用される微生物株は、好ましくは、炭水化物利用の高い割合を有する。これらの特徴は、突然変異誘発及び選択、遺伝的なエンジニアリングによって与えられてもよく、又は天然であってもよい。本細胞のための発酵培地又は「培養培地」は、少なくとも約10g/Lのグルコースを含有してもよい。付加的な炭素基質には、単糖、例えば、果糖、マンノース、キシロース及びアラビノース;オリゴ糖、例えば、ラクトース、マルトース、ガラクトース、若しくはスクロース;多糖、例えば、デンプン若しくはセルロース又はそれらの混合物並びに回復可能な供給原料、例えば、チーズ乳清浸透コーンスティープ液、サトウダイコン糖蜜、及びオオムギ麦芽からの未精製混合物が含まれうるが、これらに限定されない。他の炭素基質は、グリセロールを含んでいてもよい。 The microorganisms disclosed herein may be grown in a fermentation medium to produce a product from pyruvate. For maximum production of acetoin, microbial strains used as production hosts preferably have a high proportion of carbohydrate utilization. These features may be conferred by mutagenesis and selection, genetic engineering, or may be natural. The fermentation medium or “culture medium” for the cells may contain at least about 10 g / L glucose. Additional carbon substrates include monosaccharides such as fructose, mannose, xylose and arabinose; oligosaccharides such as lactose, maltose, galactose, or sucrose; polysaccharides such as starch or cellulose or mixtures thereof and recoverable Non-refined mixtures from feedstocks such as cheese whey penetrating corn steep liquor, sugar beet molasses, and barley malt may be included, but are not limited to these. Other carbon substrates may include glycerol.
それ故、本発明において利用される炭素の供給源は、基質を含有する多様な炭素を包含しうること及び生物の選択によってのみ制限されることが意図される。 Therefore, it is intended that the source of carbon utilized in the present invention can include a variety of carbon containing substrates and is limited only by the choice of organism.
全ての上述の炭素基質及びそれらの混合物は本発明に適切であることが意図されるが、好ましい炭素基質は、グルコース、果糖、及びスクロース、又はこれらとC5糖を使用するよう改変された微生物のためのC5糖、例えば、キシロース及び/又はアラビノースとの混合物、並びに、より詳細にはグルコースである。 Although all the above carbon substrates and mixtures thereof are intended to be suitable for the present invention, preferred carbon substrates are those of microorganisms modified to use glucose, fructose, and sucrose, or these and C5 sugars. For C5 sugars, such as mixtures with xylose and / or arabinose, and more particularly glucose.
好ましい炭素基質は、スクロースである。 A preferred carbon substrate is sucrose.
特定の実施形態によると、本発明による炭素基質は、キシロースからならない。 According to a particular embodiment, the carbon substrate according to the invention does not consist of xylose.
適切な炭素源に加えて、発酵培地は、当業者に知られている、培養物の増殖及び所望の産物の産生に必要な酵素経路の促進に適切な、適切なミネラル、塩、補助因子、緩衝剤及び他の成分を含有してもよい。 In addition to a suitable carbon source, the fermentation medium is known to those skilled in the art, suitable minerals, salts, cofactors, suitable for promoting the enzymatic pathway required for growth of the culture and production of the desired product, Buffering agents and other ingredients may be included.
そのほか、本発明による組換え微生物の増殖のために適切な付加的な遺伝的な改変が、考慮されてもよい。 In addition, additional genetic modifications suitable for the growth of recombinant microorganisms according to the present invention may be considered.
2,3-BDOに対するアセトインのエスケイプを妨げるため、2,3-BDOへのアセトインの減少に関与する遺伝子は不活化されてもよい。これに関して、内因性ブタンジオールデヒドロゲナーゼbdh1及びbdh2(EC番号1.1.1.4によって特に知られている)が引用されうるが、内因性アルコールデヒドロゲナーゼadh1、adh3及びadh4(ECC番号1.1.1.1によって特に知られている)も引用されうる。前記遺伝子の不活性化は、当業者の技術常識に属する。 In order to prevent acetoin escape to 2,3-BDO, genes involved in the reduction of acetoin to 2,3-BDO may be inactivated. In this regard, endogenous butanediol dehydrogenase bdh1 and bdh2 (particularly known by EC number 1.1.1.4) can be cited, but endogenous alcohol dehydrogenases adh1, adh3 and adh4 (particularly known by ECC number 1.1.1.1). Can also be cited. The inactivation of the gene belongs to the technical common sense of those skilled in the art.
弱酸の存在は、増殖のために制限されることが知られており、セルロース又は糖蜜由来培地中にしばしば存在する。 The presence of weak acids is known to be limited for growth and is often present in cellulose or molasses-derived media.
付加的な遺伝的な改変、例えば、JEN1遺伝子(又は系統名:YKL217W又はタンパク質受託番号P36035(UniProtKB swiss-Prot))の破壊及び/又はHAA-1遺伝子(系統名:YPR008W又は受託番号Q12753(UniProtKB swiss-Prot))の過剰発現により、施行される培養培地中の弱酸に対して抵抗性の株の改善が導かれる。 Additional genetic modifications such as disruption of the JEN1 gene (or strain name: YKL217W or protein accession number P36035 (UniProtKB swiss-Prot)) and / or HAA-1 gene (strain name: YPR008W or accession number Q12753 (UniProtKB Overexpression of swiss-Prot)) leads to improvements in strains resistant to weak acids in the culture medium in effect.
Jen1は、細胞における乳酸の取込み輸送を荷う膜タンパク質である(Casal M,ら、(1999)、J. Bacteriol.、181(8): 2620-3)。 Jen1 is a membrane protein responsible for lactic acid uptake and transport in cells (Casal M, et al. (1999), J. Bacteriol., 181 (8): 2620-3).
HAA-1は、弱酸に対する抵抗性を荷う膜ストレスタンパク質の発現を制御する転写アクチベータである。その過剰発現により、酢酸に対する酵母の抵抗性が増強される(Tanakaら、(2012) Appl Environ Microbiol.、78(22): 8161-3)。 HAA-1 is a transcriptional activator that regulates the expression of membrane stress proteins that bear resistance to weak acids. Its overexpression enhances yeast resistance to acetic acid (Tanaka et al. (2012) Appl Environ Microbiol., 78 (22): 8161-3).
JEN1遺伝子の破壊及びHAA-1遺伝子の過剰発現は、当業者の技術常識に属し、本明細書に示される方法を用いて特に行ってもよい。 Disruption of the JEN1 gene and overexpression of the HAA-1 gene belong to the common general technical knowledge of those skilled in the art, and may be particularly performed using the methods shown herein.
酵母におけるアセトインの合成についての以下の式の観点において、本発明において考慮される条件は、必然的に好気性条件である。 In view of the following formula for the synthesis of acetoin in yeast, the conditions considered in the present invention are necessarily aerobic conditions.
用語「好気性条件」は、最終的な電子受容体として二酸素を使用する好気性又は通性嫌気性微生物に十分である培養培地中の酸素の濃度を指す。 The term “aerobic condition” refers to the concentration of oxygen in the culture medium that is sufficient for aerobic or facultative anaerobic microorganisms that use dioxygen as the final electron acceptor.
「マイクロ好気性条件」は、酸素の濃度が、空気中の濃度未満、すなわち、6%O2までの酸素濃度である培養培地を指す。 “Microaerobic conditions” refers to a culture medium in which the concentration of oxygen is less than that in air, ie up to 6% O 2 .
「適切な培養培地」は、例えば、炭素源又は炭素基質、窒素源、例えば、ペプトン、酵母抽出物、肉抽出物、麦芽抽出物、尿素、硫酸アンモニウム、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウム及びリン酸アンモニウム;リン源、例えば、リン酸一カリウム又はリン酸二カリウム;微量元素(例えば、金属塩)、例えば、マグネシウム塩、コバルト塩及び/又はマンガン塩;並びに増殖因子、例えば、アミノ酸、ビタミン、増殖プロモーター等の細胞の維持及び/又は増殖に必須な又は有益な栄養素を含む培地(例えば、無菌の液体培地)を指定する。本発明による「炭素源」又は「炭素基質」又は「炭素の供給源」という用語は、ヘキソース(例えば、グルコース、ガラクトース又はラクトース)、ペントース、単糖、オリゴ糖、二糖(例えば、スクロース、セロビオース又はマルトース)、糖蜜、デンプン又はその誘導体、セルロース、ヘミセルロース及びそれらの組合せを含む、微生物の正常な増殖を支持するため当業者が使用することができる任意の炭素の供給源を意味する。 “Suitable culture medium” includes, for example, a carbon source or substrate, a nitrogen source such as peptone, yeast extract, meat extract, malt extract, urea, ammonium sulfate, ammonium chloride, ammonium nitrate and ammonium phosphate; E.g. monopotassium phosphate or dipotassium phosphate; trace elements (e.g. metal salts), e.g. magnesium salts, cobalt salts and / or manganese salts; and cells such as growth factors e.g. amino acids, vitamins, growth promoters Specify a medium (eg, a sterile liquid medium) that contains nutrients essential or beneficial for maintenance and / or growth. The terms `` carbon source '' or `` carbon substrate '' or `` carbon source '' according to the present invention are hexoses (e.g. glucose, galactose or lactose), pentoses, monosaccharides, oligosaccharides, disaccharides (e.g. sucrose, cellobiose). Or maltose), any source of carbon that can be used by those skilled in the art to support the normal growth of microorganisms, including molasses, starch or derivatives thereof, cellulose, hemicellulose and combinations thereof.
本発明による組換え酵母
上述のように、本発明は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有する組換え酵母に関し、そのゲノム中には以下のものが挿入されている:
- アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする1つ又は複数の核酸、
- アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする1つ又は複数の核酸、及び
- NADHオキシダーゼ(又はNOXE)をコードする1つ又は複数のコピーの核酸。
Recombinant yeast according to the invention As mentioned above, the present invention relates to a recombinant yeast having reduced pyruvate decarboxylase activity, the following being inserted into its genome:
-One or more nucleic acids encoding acetolactate synthase or ALS,
-One or more nucleic acids encoding acetolactate decarboxylase or ALD, and
-One or more copies of nucleic acid encoding NADH oxidase (or NOXE).
本明細書の実施例に示されているように、本発明者らは、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性が減少し、アセトインの合成に必要とされるALS及びALD酵素の発現を可能にする遺伝子が更に組み込まれている組換え酵母において、NADHオキシダーゼをコードする核酸の存在、有利には複数のそのコピーの存在が、前記組換え酵母を安定化に寄与するだけでなく、この株の増殖並びにアセトイン産生の収率の有意な増強も可能にすることを予想外に見出した。 As shown in the Examples herein, the inventors have further identified genes that have reduced pyruvate decarboxylase activity and allow expression of ALS and ALD enzymes required for acetoin synthesis. In the integrated recombinant yeast, the presence of a nucleic acid encoding NADH oxidase, preferably the presence of multiple copies thereof, not only contributes to the stabilization of said recombinant yeast, but also the growth of this strain and the production of acetoin. It was unexpectedly found that a significant increase in the yield of can also be achieved.
対象の代謝産物の産生のための、出芽酵母等のクラブトリー陽性酵母菌、特に出芽酵母等の組換え酵母菌の使用は、有利であり、その理由は、細菌とは対照的に酵母細胞は、グルコース又はスクロース等の十分な量の糖の存在下、酸素の存在下で、発酵を行う能力を有しているからである。対照的に、細菌は、嫌気性条件のみにおいて発酵を行う。更に、酵母菌はウイルス感染を受けず、細菌についてバクテリオファージがいることとは対照的である。なお更に、酵母菌の培養は、細菌等の非所望の微生物による混入を受けるのは稀であるが、その理由は、酵母細胞が、環境、例えば、増殖を支持する培養培地のpH4までの急速な酸性化を引き起こすからである。いっそう更に、酵母細胞は、培養培地中の存在が対象の代謝産物の引き続く精製のために実際上の弱点である、幾つかの望まれない代謝産物、例えば、乳酸を排出しない。なお更に、組換え酵母菌を含む、酵母菌は、細菌と比較して高度な遺伝的安定性を有する。 The use of Crabtree positive yeast, such as Saccharomyces cerevisiae, in particular recombinant yeasts, such as Saccharomyces cerevisiae, for the production of metabolites of interest is advantageous because yeast cells, in contrast to bacteria, This is because it has the ability to perform fermentation in the presence of oxygen in the presence of a sufficient amount of sugar such as glucose or sucrose. In contrast, bacteria undergo fermentation only under anaerobic conditions. In addition, yeast is not virally infected, as opposed to having bacteriophages for bacteria. Still further, yeast cultures are rarely contaminated by undesired microorganisms such as bacteria, because the yeast cells are in the environment, for example, the rapid growth of culture media up to pH 4 to support growth. This is because it causes acidification. Still further, yeast cells do not excrete some unwanted metabolites, such as lactic acid, whose presence in the culture medium is a practical weakness for subsequent purification of the metabolite of interest. Still further, yeast, including recombinant yeast, has a high degree of genetic stability compared to bacteria.
酵母におけるアセトインの合成についての式は、以下のものである: The formula for the synthesis of acetoin in yeast is the following:
前記質量式は、出芽酵母が、酸素の存在下でさえも発酵することができるという事実に従ってありうる。 Said mass formula may be in accordance with the fact that budding yeast can be fermented even in the presence of oxygen.
上記式の観点において、アセトインの最大の理論的な収率は、200gのグルコースのインプットについて97.78gになるであろう。 In view of the above formula, the maximum theoretical yield of acetoin would be 97.78 g for an input of 200 g glucose.
本明細書の実施例に示されているように、本発明による組換え酵母でのアセトインの実効収率は、この最大の理論的収率(最大83%)に比較的近い。本発明者の知識によると、このような収率は、今までに酵母において決して得られることはなかった。 As shown in the examples herein, the effective yield of acetoin in the recombinant yeast according to the present invention is relatively close to this maximum theoretical yield (up to 83%). According to the knowledge of the inventor, such a yield has never been obtained in yeast so far.
したがって、アセトインの高い収率での産生は、本発明による組換え酵母において成功裏に到達しており、酵母におけるアセトインの産業上の製造のための道筋が整えられる。 Thus, production of acetoin in high yield has been successfully achieved in the recombinant yeast according to the present invention, and the path for industrial production of acetoin in yeast is in place.
驚くべきことに、本明細書の実施例にも示されているように、酵母細胞において産生されたアセトインの無毒性が、合成されたアセトインの高い濃度でさえも観察される。その上、合成されたアセトインは、細胞の外側に完全に排出輸送されるため、精製プロセスが実質的に単純化される。 Surprisingly, as also shown in the examples herein, non-toxicity of acetoin produced in yeast cells is observed even at high concentrations of synthesized acetoin. Moreover, the purified process is substantially simplified because the synthesized acetoin is completely excreted and transported outside the cell.
本発明による組換え酵母において使用されるNADHオキシダーゼ(又はNOXE)は、非常に特異的な「NADH依存的な」酵素であり、いずれかの炭酸アクセプターを消費しない。この理由のため、選択されたNADHオキシダーゼは、炭酸代謝に直接的に干渉しないが、産生される水にNAD+プールを補給する。 The NADH oxidase (or NOXE) used in the recombinant yeast according to the invention is a very specific “NADH-dependent” enzyme and does not consume any carbonate acceptor. For this reason, the selected NADH oxidase does not directly interfere with carbonic acid metabolism, but replenishes the water produced with a NAD + pool.
これに関して、本発明による組換え酵母において使用されるNADHオキシダーゼは、上述の先行技術文献に並びに特に米国特許出願第2011/0124060号及び国際公開第2013/076144号に開示される「NADH依存的な」酵素とは著しく異なる。 In this regard, the NADH oxidase used in the recombinant yeast according to the present invention is the “NADH-dependent” disclosed in the prior art documents mentioned above and in particular in US patent application No. 2011/0124060 and WO 2013/076144. “It is significantly different from the enzyme.
特定の実施形態によると、組換え酵母は、以下の式:
(I) 5'-[遺伝子1]x1-3'及び5'-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(II) 5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(III) 5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-[遺伝子3]x3-3'、並びに
その組合せ、
(式中:
- 「遺伝子1」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択される核酸を意味し;
- 「遺伝子2」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1とは異なる核酸を意味し;
- 「遺伝子3」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1及び2とは異なる核酸を意味し;
- 「ALS」は、アセト乳酸シンターゼをコードする核酸であり;
- 「ALD」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする核酸であり;
- 「NOXE」は、NADHオキシダーゼをコードする核酸であり;
- 「x1」、「x2」及び「x3」のそれぞれは、相互に独立に、0から50、好ましくは0から20の範囲の整数を表し、
但し、前記組換え酵母は、ALS、ALD及びNOXEのそれぞれをコードする少なくとも1つの核酸を含む)
を含む群から選択される1つ又は複数のDNA構築物を含んでいてもよい。
According to a particular embodiment, the recombinant yeast has the formula:
(I) 5 '-[gene 1] x1 -3' and 5 '-[gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(II) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(III) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2- [gene 3] x3 -3', and combinations thereof,
(Where:
-"Gene 1" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE;
-"Gene 2" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from gene 1;
-"Gene 3" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from genes 1 and 2;
-"ALS" is a nucleic acid encoding acetolactate synthase;
-"ALD" is a nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase;
-"NOXE" is a nucleic acid encoding NADH oxidase;
-Each of "x1", "x2" and "x3", independently of one another, represents an integer in the range of 0 to 50, preferably 0 to 20,
However, the recombinant yeast contains at least one nucleic acid encoding each of ALS, ALD and NOXE)
One or more DNA constructs selected from the group comprising:
好ましくは、「x1」、「x2」及び「x3」のうちのそれぞれは、相互に独立に、0から10の範囲、より詳細には0から5の範囲、特に0から3の範囲の整数を表し、更に良好には1に等しい整数を表す。 Preferably, each of “x1”, “x2” and “x3” independently of each other represents an integer in the range 0 to 10, more particularly in the range 0 to 5, in particular in the range 0 to 3. And better represents an integer equal to 1.
本明細書で意図される、x1、x2及びx3のそれぞれは、0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49及び50を含む群から選択される値を有しうる。 As intended herein, each of x1, x2, and x3 is 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 , 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41 , 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49 and 50.
上記式(I)から(III)のDNA構築物において、1つ又は複数の整数「x1」、「x2」及び/又は「x3」が、相互に独立に、2以上の値を有する、特定の実施形態では、関連する遺伝子1、遺伝子2及び/又は遺伝子3のうちの対応する遺伝子の2以上のコピーのそれぞれは、同一であってもよく又は異なっていてもよい。ALS、ALD及びNOXEの様々な別個の配列は、本明細書中のTable 1(表1)に示される。 In the DNA constructs of the above formulas (I) to (III), one or more integers `` x1 '', `` x2 '' and / or `` x3 '', independently of each other, have a value of 2 or more. In form, each of the two or more copies of the corresponding gene 1, gene 2 and / or gene 3 of the related genes may be the same or different. Various distinct sequences of ALS, ALD and NOXE are shown in Table 1 herein.
「x1」が2に等しい整数であり、遺伝子1がアセト乳酸シンターゼ(ALS)をコードする核酸である、上記式(I)から(III)のもののうちから選択されるDNA構築物の例示の実施形態では、前記DNA構築物に含有される2つのALSコード配列は同一であってもよく又は異なっていてもよい。 Exemplary embodiment of a DNA construct selected from those of formulas (I) to (III) above, wherein `` x1 '' is an integer equal to 2 and gene 1 is a nucleic acid encoding acetolactate synthase (ALS) Then, the two ALS coding sequences contained in the DNA construct may be the same or different.
例えば、この特定の実施形態によると、これは、アセト乳酸シンターゼをコードする核酸の第1のコピーはALS.Bsをコードする核酸であってもよいこと及びアセト乳酸シンターゼをコードする核酸の第2のコピーはALS.Ppをコードする核酸であってもよいことを意味する。 For example, according to this particular embodiment, this is that the first copy of the nucleic acid encoding acetolactate synthase may be a nucleic acid encoding ALS.Bs and the second of the nucleic acid encoding acetolactate synthase. This means that a nucleic acid encoding ALS.Pp may be used.
前記組換え酵母が、式(I)から(III)のDNA構築物を含む群から選択される少なくとも2つのDNA構築物を含む、本発明による組換え酵母の実施形態では、各DNA構築物は、より詳細には、それに含有される関連する遺伝子1、遺伝子2及び/又は遺伝子3のうちの遺伝子のそれぞれは、同一であってもよく又は異なっていてもよい。 In an embodiment of the recombinant yeast according to the invention, wherein said recombinant yeast comprises at least two DNA constructs selected from the group comprising DNA constructs of formulas (I) to (III), each DNA construct is more detailed In addition, each of the related genes 1, 2 and / or 3 contained therein may be the same or different.
以下に、式(I)、(II)及び(III)のDNA構築物を含む群から選択されるDNA構築物の幾つかの例示の実施形態が提示される。 In the following, some exemplary embodiments of DNA constructs selected from the group comprising DNA constructs of formula (I), (II) and (III) are presented.
式(I)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(I) 5'-[ALS]2-3'及び5'-[ALD]2-3'及び5'-[NOXE]3-3'
上記式(I)のDNA構築物を含む組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、そのゲノム中に導入される以下の3つのDNA部分構築物(i)から(iii):
(i)相互に同一又は異なり、2つの核酸を含むDNA部分構築物であって、各核酸はALSをコードし、前記DNA部分構築物は前記組換え酵母のゲノムにおける第1の位置に導入される、DNA部分構築物;
(ii)相互に同一又は異なり、2つの核酸を含むDNA部分構築物であって、各核酸はALDをコードし、前記DNA部分構築物は前記組換え酵母のゲノムにおける第2の位置に導入され、その位置はALSをコードする核酸を含むDNA部分構築物が挿入されている位置とは別個である、DNA部分構築物;並びに
(iii)相互に同一又は異なり、3つの核酸を含むDNA部分構築物であって、各核酸はNOXEをコードし、前記DNA部分構築物は前記組換え酵母のゲノムにおける第3の位置に導入され、その位置は、それぞれ、ALSをコードする核酸を含むDNA部分構築物及びALDをコードする核酸を含むDNA部分構築物が挿入されている、第1及び第2の位置とは別個である、DNA部分構築物
を有する。
Recombinant yeast comprising one DNA construct of formula (I):
(I) 5 '-[ALS] 2 -3' and 5 '-[ALD] 2 -3' and 5 '-[NOXE] 3 -3'
A recombinant yeast comprising a DNA construct of formula (I) above has reduced pyruvate decarboxylase activity and is introduced into its genome with the following three DNA partial constructs (i) to (iii):
(i) DNA partial constructs that are the same or different from each other and comprise two nucleic acids, each nucleic acid encoding ALS, wherein the DNA partial construct is introduced at a first position in the genome of the recombinant yeast; DNA partial constructs;
(ii) DNA partial constructs identical or different from each other and comprising two nucleic acids, each nucleic acid encoding ALD, said DNA partial construct being introduced at a second position in said recombinant yeast genome, A DNA partial construct, wherein the position is distinct from the position at which the DNA partial construct comprising the nucleic acid encoding ALS is inserted; and
(iii) DNA partial constructs that are the same or different from each other and include three nucleic acids, each nucleic acid encoding NOXE, wherein the DNA partial construct is introduced at a third position in the genome of the recombinant yeast, The position has a DNA partial construct that is distinct from the first and second positions, respectively, into which a DNA partial construct comprising a nucleic acid encoding ALS and a DNA partial construct comprising a nucleic acid encoding ALD are inserted. .
幾つかの実施形態において、前記特定の組換え酵母の必要とされる減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、少なくとも1つのDNA部分構築物(i)から(iii)、又は代わりにそれらの組合せの少なくとも1つの酵母pdc遺伝子における挿入によって得られうる。 In some embodiments, the required reduced pyruvate decarboxylase activity of the particular recombinant yeast is at least one of at least one DNA partial construct (i) to (iii), or alternatively a combination thereof. It can be obtained by insertion in one yeast pdc gene.
式(II)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(II) 5'-[ALS]2-[ALD]2-3'及び5'-[NOXE]3-3'
上記式(II)のDNA構築物を含む組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、以下の2つのDNA部分構築物(A)及び(B)が挿入されているゲノムを有する:
(A)第1のDNA部分構築物5'-[ALS]2-[ALD]2-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第1の位置に導入され、以下のもの:
(i)相互に同一又は異なり、各核酸がALSをコードする、2つの核酸;及び
(ii)相互に同一又は異なり、各核酸がALDをコードする、2つの核酸
を含む前記第1のDNA部分構築物;並びに
(B)第2のDNA部分構築物5'-[NOXE]3-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第2の位置に導入され、その位置が、第1のDNA部分構築物が挿入されている第1の位置から離れており、(iii)相互に同一又は異なり、各々がNOXEをコードする3つの核酸を含む、前記第2のDNA部分構築物。
Recombinant yeast comprising one DNA construct of formula (II):
(II) 5 '-[ALS] 2- [ALD] 2 -3' and 5 '-[NOXE] 3 -3'
A recombinant yeast comprising a DNA construct of formula (II) above has a reduced pyruvate decarboxylase activity and has a genome into which the following two DNA partial constructs (A) and (B) are inserted:
(A) a first DNA partial construct 5 ′-[ALS] 2- [ALD] 2 -3 ′, introduced at the first position in the genome of the recombinant yeast, the following:
(i) two nucleic acids that are the same or different from each other, each nucleic acid encoding ALS; and
(ii) the first DNA partial construct comprising two nucleic acids, identical or different from each other, each nucleic acid encoding ALD; and
(B) a second DNA partial construct 5 ′-[NOXE] 3 -3 ′, which is introduced at the second position in the genome of the recombinant yeast, where the first DNA partial construct is inserted. Said second partial DNA construct, wherein said second partial DNA construct is separated from said first position and comprises (iii) the same or different from each other, each comprising three nucleic acids encoding NOXE.
特定の実施形態において、前記特定の組換え酵母の必要とされる減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、第1のDNA部分構築物の及び/又は第2のDNA部分構築物の少なくとも1つの酵母pdc遺伝子における挿入によって得られうる。 In certain embodiments, the required reduced pyruvate decarboxylase activity of the particular recombinant yeast is in at least one yeast pdc gene of the first DNA partial construct and / or the second DNA partial construct. Can be obtained by insertion.
式(III)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(III) 5'-[ALS]2-[ALD]2-[NOXE]3-3'
上記式(III)のDNA構築物を含む組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、前記組換え酵母のゲノム中の所望の位置に位置する1つのDNA構築物が挿入されているゲノムを有し、前記DNA構築物は以下のもの:
(i)相互に同一又は異なり、各核酸がALSをコードする、2つの核酸;
(ii)相互に同一又は異なり、各核酸がALDをコードする、2つの核酸;及び
(iii)相互に同一又は異なり、各核酸がNOXEをコードする、3つの核酸
を含む。
Recombinant yeast comprising one DNA construct of formula (III):
(III) 5 '-[ALS] 2- [ALD] 2- [NOXE] 3 -3'
A recombinant yeast comprising the DNA construct of formula (III) above has a reduced pyruvate decarboxylase activity and a genome into which one DNA construct located at a desired position in the genome of the recombinant yeast is inserted And the DNA construct is:
(i) two nucleic acids that are the same or different from each other, each nucleic acid encoding ALS;
(ii) two nucleic acids that are the same or different from each other, each nucleic acid encoding ALD; and
(iii) includes three nucleic acids that are identical or different from each other, each nucleic acid encoding NOXE.
特定の実施形態において、前記特定の組換え酵母の必要とされる減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、少なくとも1つの酵母pdc遺伝子における前記DNA構築物の挿入によって得られうる。 In certain embodiments, the required reduced pyruvate decarboxylase activity of the particular recombinant yeast can be obtained by insertion of the DNA construct in at least one yeast pdc gene.
本発明による組換え酵母の上記これらの3つの例示の実施形態のそれぞれについて、上述のように、「x1」から「x3」は、相互に独立に、2以上の値を有する整数を表し:
- 単一のDNA構築物内の1コピーのALSは、前記DNA構築物に含まれる別のコピーのALSと同一であってもよく又は前記DNA構築物に含有される全ての他のコピーのALSと同一であってもよく、或いは、代わりに前記1コピーのALSは前記DNA構築物に含有される互いのコピーのALSと別個であってもよい。
- 単一のDNA構築物内の1コピーのALDは、前記DNA構築物に含まれる別のコピーのALDと同一であってもよく又は前記DNA構築物に含有される全ての他のコピーのALDと同一であってもよく、或いは、代わりに前記1コピーのALDは前記DNA構築物に含有される互いのコピーのALDと別個であってもよい。
- 単一のDNA構築物内の1コピーのNOXEは、前記DNA構築物に含まれる別のコピーのNOXEと同一であってもよく又は前記DNA構築物に含有される全ての他のコピーのNOXEと同一であってもよく、或いは、代わりに前記1コピーのNOXEは前記DNA構築物に含有される互いのコピーのNOXEと別個であってもよい。
For each of these three exemplary embodiments of the recombinant yeast according to the present invention, as described above, `` x1 '' to `` x3 '', independently of each other, represent integers having a value of 2 or more:
-One copy of ALS in a single DNA construct may be identical to another copy of ALS contained in said DNA construct or identical to all other copies of ALS contained in said DNA construct. Alternatively, the one copy ALS may alternatively be separate from each other's copy ALS contained in the DNA construct.
-One copy of ALD in a single DNA construct may be identical to another copy of ALD contained in said DNA construct or identical to all other copies of ALD contained in said DNA construct. Alternatively, the one copy ALD may alternatively be separate from each other's copy ALD contained in the DNA construct.
-One copy of NOXE within a single DNA construct may be identical to another copy of NOXE contained in said DNA construct or identical to all other copies of NOXE contained in said DNA construct. Alternatively, the one copy of NOXE may alternatively be separate from each other copy of NOXE contained in the DNA construct.
式(III)の1つのDNA構築物及び式(I)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(III) 5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'、及び
(I) 5'-[ALS]0-3'及び5'-[ALD]0-3'及び5'-[NOXE]12-3'
生じた組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、以下の2つのDNA部分構築物(A)及び(B)が挿入されているゲノムを有する:
(A)第1のDNA部分構築物5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第1の位置に導入され、以下のもの:
(i)ALSをコードする1つの核酸;
(ii)ALDをコードする1つの核酸;及び
(iii)NOXEをコードする1つの核酸
を含む前記第1のDNA部分構築物;
並びに
(B)第2のDNA部分構築物5'-[ALS]0-3'及び5'-[ALD]0-3'及び5'-[NOXE]12-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第2の位置に導入され、以下のもの:
(i)NOXEをコードする12の核酸
を含む前記第2のDNA部分構築物。
Recombinant yeast comprising one DNA construct of formula (III) and one DNA construct of formula (I):
(III) 5 '-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3', and
(I) 5 '-[ALS] 0 -3' and 5 '-[ALD] 0 -3' and 5 '-[NOXE] 12 -3'
The resulting recombinant yeast has reduced pyruvate decarboxylase activity and has a genome into which the following two DNA partial constructs (A) and (B) are inserted:
(A) the first DNA partial construct 5 ′-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3 ′, introduced at the first position in the genome of the recombinant yeast, thing:
(i) one nucleic acid encoding ALS;
(ii) one nucleic acid encoding ALD; and
(iii) the first partial DNA construct comprising one nucleic acid encoding NOXE;
And
(B) second DNA partial constructs 5 ′-[ALS] 0 -3 ′ and 5 ′-[ALD] 0 -3 ′ and 5 ′-[NOXE] 12 -3 ′, wherein the recombinant yeast Introduced at a second position in the genome, the following:
(i) The second DNA partial construct comprising 12 nucleic acids encoding NOXE.
式(III)の2つのDNA構築物及び式(I)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(III-1) 5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'、
(III-2) 5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'、
(I) 5'-[ALS]0-3'及び5'-[ALD]0-3'及び5'-[NOXE]12-3'
生じた組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、以下の3つのDNA部分構築物(A)、(B)及び(C)が挿入されているゲノムを有する:
(A)第1のDNA部分構築物5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第1の位置に導入され、以下のもの:
(i)ALSをコードする1つの核酸;
(ii)ALDをコードする1つの核酸;及び
(iii)NOXEをコードする1つの核酸
を含む前記第1のDNA部分構築物;
(B)第2のDNA部分構築物5'-[ALS]1-[ALD]1-[NOXE]1-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第2の位置に導入され、以下のもの:
(i)ALSをコードする1つの核酸;
(ii)ALDをコードする1つの核酸;及び
(iii)NOXEをコードする1つの核酸
を含む前記第2のDNA部分構築物;
並びに
(C)第3のDNA部分構築物5'-[ALS]0-3'及び5'-[ALD]0-3'及び5'-[NOXE]12-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第3の位置に導入され、以下のもの:
(i)NOXEをコードする12の核酸
を含む前記第3のDNA部分構築物。
Recombinant yeast comprising two DNA constructs of formula (III) and one DNA construct of formula (I):
(III-1) 5 '-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3',
(III-2) 5 '-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3',
(I) 5 '-[ALS] 0 -3' and 5 '-[ALD] 0 -3' and 5 '-[NOXE] 12 -3'
The resulting recombinant yeast has reduced pyruvate decarboxylase activity and has a genome into which the following three DNA partial constructs (A), (B) and (C) are inserted:
(A) the first DNA partial construct 5 ′-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3 ′, introduced at the first position in the genome of the recombinant yeast, thing:
(i) one nucleic acid encoding ALS;
(ii) one nucleic acid encoding ALD; and
(iii) the first partial DNA construct comprising one nucleic acid encoding NOXE;
(B) a second DNA partial construct 5 ′-[ALS] 1- [ALD] 1- [NOXE] 1 -3 ′, introduced at a second position in the genome of the recombinant yeast, thing:
(i) one nucleic acid encoding ALS;
(ii) one nucleic acid encoding ALD; and
(iii) the second DNA partial construct comprising one nucleic acid encoding NOXE;
And
(C) third DNA partial constructs 5 ′-[ALS] 0 -3 ′ and 5 ′-[ALD] 0 -3 ′ and 5 ′-[NOXE] 12 -3 ′, Introduced at a third position in the genome, the following:
(i) The third DNA partial construct comprising 12 nucleic acids encoding NOXE.
式(II)の2つのDNA構築物及び式(I)の1つのDNA構築物を含む組換え酵母:
(II-1) 5'-[ALS]1-[ALD]1-3'及び5'-[NOXE]0-3'、
(II-2) 5'-[ALS]1-[ALD]1-3'及び5'-[NOXE]0-3'、
(I) 5'-[ALS]0-3'及び5'-[ALD]0-3'及び5'-[NOXE]12-3'
Recombinant yeast comprising two DNA constructs of formula (II) and one DNA construct of formula (I):
(II-1) 5 '-[ALS] 1- [ALD] 1 -3' and 5 '-[NOXE] 0 -3',
(II-2) 5 '-[ALS] 1- [ALD] 1 -3' and 5 '-[NOXE] 0 -3',
(I) 5 '-[ALS] 0 -3' and 5 '-[ALD] 0 -3' and 5 '-[NOXE] 12 -3'
生じた組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、以下の3つのDNA部分構築物(A)、(B)及び(C)が挿入されているゲノムを有する:
(A)第1のDNA部分構築物5'-[ALS]1-[ALD]1-3'及び5'-[NOXE]0-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第1の位置に導入され、以下のもの:
(i)ALSをコードする1つの核酸;及び
(ii)ALDをコードする1つの核酸
を含む前記第1のDNA部分構築物;
(B)第2のDNA部分構築物5'-[ALS]1-[ALD]1-3'及び5'-[NOXE]0-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第2の位置に導入され、以下のもの:
(i)ALSをコードする1つの核酸;及び
(ii)ALDをコードする1つの核酸
を含む前記第2のDNA部分構築物;
並びに
(C)第3のDNA部分構築物5'-[NOXE]12-3'であって、前記組換え酵母のゲノムにおける第3の位置に導入され、その位置が、第1のDNA部分構築物が挿入されている第1の位置から離れており、(iii)相互に同一又は異なり、各々がNOXEをコードする、12の核酸を含むDNA部分構築物。
The resulting recombinant yeast has reduced pyruvate decarboxylase activity and has a genome into which the following three DNA partial constructs (A), (B) and (C) are inserted:
(A) First DNA partial constructs 5 ′-[ALS] 1- [ALD] 1 -3 ′ and 5 ′-[NOXE] 0 -3 ′, the first position in the genome of the recombinant yeast Introduced into the following:
(i) one nucleic acid encoding ALS; and
(ii) the first DNA partial construct comprising one nucleic acid encoding ALD;
(B) Second DNA partial constructs 5 ′-[ALS] 1- [ALD] 1 -3 ′ and 5 ′-[NOXE] 0 -3 ′, the second position in the genome of the recombinant yeast Introduced into the following:
(i) one nucleic acid encoding ALS; and
(ii) the second partial DNA construct comprising one nucleic acid encoding ALD;
And
(C) Third DNA partial construct 5 ′-[NOXE] 12 -3 ′, which is introduced at the third position in the genome of the recombinant yeast, where the first DNA partial construct is inserted. (Iii) a partial DNA construct comprising 12 nucleic acids, which are remote from the first position, and are (iii) identical or different from each other, each encoding NOXE.
特定の実施形態において、前記特定の組換え酵母の必要とされる減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、第1のDNA部分構築物の及び/又は第2のDNA部分構築物の少なくとも1つの酵母pdc遺伝子における挿入によって得られうる。 In certain embodiments, the required reduced pyruvate decarboxylase activity of the particular recombinant yeast is in at least one yeast pdc gene of the first DNA partial construct and / or the second DNA partial construct. Can be obtained by insertion.
ある特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、上述の式(II)の少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つのDNA構築物であって、「遺伝子3」がNADHオキシダーゼ(又はNOXE)をコードする核酸を意味するDNA構築物を含んでいてもよい。 According to a particular embodiment, the recombinant yeast according to the invention is at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (II) above, wherein “gene 3” is NADH oxidase (or NOXE). It may contain a DNA construct that signifies the encoding nucleic acid.
これらの特定の実施形態によると、遺伝子1及び遺伝子2のうちの各核酸は、ALS及びALDを含む群から選択される核酸を必然的に意味する。これらの実施形態において、少なくとも1コピーの挿入されたALS及びALDが、存在する。式(II)の1つの構築物のみが酵母ゲノムに挿入される実施形態において、遺伝子1及び遺伝子2のうちの各核酸はALS及びALDを含む群から選択される核酸を必然的に意味し、ALS及びALDのそれぞれの1コピーが存在する。式(II)の2以上の構築物のセットが酵母ゲノムに挿入される実施形態において、遺伝子1及び遺伝子2のうちの各核酸はALS及びALDを含む群から選択される核酸を必然的に意味し、ALS及びALDのそれぞれの少なくとも1コピーが式(II)の2以上の構築物の前記セットに存在する。 According to these particular embodiments, each nucleic acid of gene 1 and gene 2 necessarily means a nucleic acid selected from the group comprising ALS and ALD. In these embodiments, there are at least one copy of ALS and ALD inserted. In embodiments where only one construct of formula (II) is inserted into the yeast genome, each nucleic acid of gene 1 and gene 2 necessarily means a nucleic acid selected from the group comprising ALS and ALD, and ALS And one copy of each ALD. In embodiments where a set of two or more constructs of formula (II) is inserted into the yeast genome, each nucleic acid of gene 1 and gene 2 necessarily means a nucleic acid selected from the group comprising ALS and ALD. , At least one copy of each of ALS and ALD is present in the set of two or more constructs of formula (II).
加えて、本発明による前記組換え酵母は少なくとも2つの上記式(II)のDNA構築物を含む場合、上述の式(II)の前記DNA構築物は、同一であってもよく又は異なっていてもよい。 In addition, when the recombinant yeast according to the present invention comprises at least two DNA constructs of the above formula (II), the above DNA constructs of the formula (II) may be the same or different. .
好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、同一又は異なる、少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つの式(IIa)のDNA構築物であって、各式(IIa)が以下の式:
(IIa) 5'-[(prom5)y1-遺伝子1-term5]x5-[prom1-遺伝子1-term1]x1-[prom2-遺伝子2-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-遺伝子3-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- 遺伝子1、遺伝子2及び遺伝子3、「x1」、「x2」及び「x3」は、例えば、上記で規定したものであり;
- 「x5」は、0又は1に等しい整数を表し;
- 「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、相互に独立に、0又は1に等しい整数を表し;
- 前記組換え酵母が式(IIa)の少なくとも2つのDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよい又は異なっていてもよい;
- 「prom 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、遺伝子1の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;及び
- 「term 5」は、遺伝子1の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)
を有するDNA構築物を含んでいてもよい。
According to a preferred embodiment, the recombinant yeast according to the invention is the same or different, at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (IIa), each formula (IIa) having the following formula:
(IIa) 5 '- [( prom5) y1 - Gene 1-term5] x5 - [prom1- gene 1-term1] x1 - [prom2- gene 2- (term2) z1] x2 -3 ' and 5 '- [( prom3) y2 -gene 3- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-Gene 1, gene 2 and gene 3, `` x1 '', `` x2 '' and `` x3 '' are, for example, those defined above;
-"X5" represents an integer equal to 0 or 1;
-`` Y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' represent, independently of one another, an integer equal to 0 or 1;
-When said recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIa), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '''' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 3;
-`` Prom 5 '' is a control sequence that controls the expression of gene 1, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 3; and
-"Term 5" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of gene 1, and said term 5 is the same as or different from term 1)
A DNA construct having
特徴「x5」及び「y1」に関してより明確にするために、関連する特定の実施形態をより詳しく例示する例が以下に提示される:
・「x5」が1に等しい整数であり、「y1」が0に等しい整数を表す場合、考慮される遺伝子1が、考慮されるDNA構築物が挿入されている組換え酵母の遺伝子のプロモーターの制御下にあることを意味する;又は
・「x5」が1に等しい整数であり、「y1」が1に等しい整数を表す場合、考慮される遺伝子1が、プロモーター「prom5」の制御下にあることを意味する。これに関して、DNA構築物が挿入される、内因性遺伝子の、好ましくはpdc遺伝子のプロモーターの配列は、排除される又は少なくとも中断され、並びにその関連するコード領域の配列である。
In order to make clearer with respect to the features `` x5 '' and `` y1 '', examples are given below that illustrate in more detail specific related embodiments:
If "x5" is an integer equal to 1 and "y1" represents an integer equal to 0, the gene 1 considered is the promoter control of the recombinant yeast gene into which the DNA construct to be considered is inserted Means that if x5 is an integer equal to 1 and y1 represents an integer equal to 1, the gene 1 being considered is under the control of the promoter “prom5” Means. In this regard, the promoter sequence of the endogenous gene, preferably the pdc gene, into which the DNA construct is inserted is excluded or at least interrupted, as well as the sequence of its associated coding region.
加えて、とりわけ特徴「y2」及び「z2」に関しては、以下、関連する特定の実施形態をより詳しく例示する例が以下に提示される(もちろん、これらの以下の例において、「x3」は、1以上の整数を表す):
・「y2」が0に等しい整数である場合、考慮される遺伝子3が、考慮されるDNA構築物が挿入されている組換え酵母の遺伝子のプロモーターの制御下にあることを意味する;又は
・「y2」が1に等しい整数である場合、考慮される遺伝子3が、プロモーター「prom3」の制御下にあることを意味する。これに関して、DNA構築物が挿入される、内因性遺伝子のプロモーターの配列は、排除される又は少なくとも中断される、並びにその関連するコード領域の配列である。
・「z2」が0に等しい整数である場合、考慮される遺伝子3が、考慮されるDNA構築物が挿入されている組換え酵母の遺伝子の転写ターミネーターに連結されることを意味する;又は
・「z2」が1に等しい整数である場合、考慮される遺伝子3が、転写ターミネーター「term3」に連結されることを意味する。これに関して、DNA構築物が挿入される、内因性遺伝子の転写ターミネーターの配列は、排除される又は少なくとも中断され、並びにその関連するコード領域の配列である。
In addition, especially with respect to the features `` y2 '' and `` z2 '', examples are given below that illustrate in more detail certain related embodiments (of course, in these following examples, `` x3 '' (Represents an integer greater than 1):
If `` y2 '' is an integer equal to 0, it means that the gene 3 considered is under the control of the promoter of the recombinant yeast gene into which the DNA construct considered is inserted; or If y2 "is an integer equal to 1, it means that the gene 3 considered is under the control of the promoter" prom3 ". In this regard, the promoter sequence of the endogenous gene into which the DNA construct is inserted is the sequence of the coding region that is excluded or at least interrupted, as well as its associated.
If “z2” is an integer equal to 0, this means that the gene 3 considered is linked to the transcription terminator of the gene of the recombinant yeast into which the DNA construct to be considered is inserted; or If z2 "is an integer equal to 1, it means that the gene 3 considered is linked to the transcription terminator" term3 ". In this regard, the sequence of the transcription terminator of the endogenous gene into which the DNA construct is inserted is eliminated or at least interrupted, as well as the sequence of its associated coding region.
「z1」に関して、本明細書中に記載される式に存在する場合、「z2」に関する上述のことを準用する。 With respect to “z1”, where present in the formulas described herein, the above for “z2” applies mutatis mutandis.
別の好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、以下の式(IIb)の少なくとも1つの、好ましくは少なくとも2つのDNA構築物を含んでもよい:
(IIb) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- ALS、ALD、NOXE、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば、上記で規定したものであり;
- 前記組換え酵母が少なくとも2つの式(IIb)のDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよく又は異なっていてもよく;
- 「prom 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)。
According to another preferred embodiment, the recombinant yeast according to the invention may comprise at least one, preferably at least two DNA constructs of the following formula (IIb):
(IIb) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-ALS, ALD, NOXE, `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are, for example, those defined above;
-If said recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIb), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
-"Prom 5" is a control sequence that controls the expression of a sequence encoding acetolactate synthase, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
“Term 5” is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase, and the term 5 is the same as or different from the term 1).
別の好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、式(II)、(IIa)又は(IIb)の少なくとも2つのDNA構築物を含んでいてもよく、但し、NOXEの核酸の全てのコピーは、式(II)、(IIa)又は(IIb)の少なくとも2つのDNA構築物の1つに位置する。 According to another preferred embodiment, the recombinant yeast according to the invention may comprise at least two DNA constructs of formula (II), (IIa) or (IIb) provided that all copies of NOXE nucleic acid are present. Is located in one of at least two DNA constructs of formula (II), (IIa) or (IIb).
別の好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、以下の式(IIc)及び(IId)の少なくとも2つの、好ましくは厳密に2つの、DNA構築物を含んでもよい:
(IIc) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x6-3';並びに
(IId) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD--(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x7-3';
(式中:
- ALS、ALD、NOXE、「prom1」、「prom2」、「prom3」、「prom5」、「term1」、「term2」、「term3」、「term5」、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば、上記で規定したものであり;並びに
- 「x1」から「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は各式(IIc)及び(IId)について同一又は異なり;並びに
- 「x6」及び「x7」は、0から50、好ましくは0から20、好ましくは0から12、より詳細には2から5、好ましくは3から4の範囲、及び更に好ましくは3に等しい整数を表し、但し、「x6」及び「x7」のうちの1つは0を表す)。
According to another preferred embodiment, the recombinant yeast according to the invention may comprise at least two, preferably exactly two, DNA constructs of the following formulas (IIc) and (IId):
(IIc) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x6 -3 ';
(IId) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD - (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x7 -3 ';
(Where:
-ALS, ALD, NOXE, "prom1,""prom2,""prom3,""prom5,""term1,""term2,""term3,""term5,""x1,""x2,""x3" , “X5”, “y1”, “y2”, “z1” and “z2” are, for example, those defined above; and
-`` X1 '' to `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are the same or different for each formula (IIc) and (IId); and
-"X6" and "x7" are integers equal to 0 to 50, preferably 0 to 20, preferably 0 to 12, more particularly in the range 2 to 5, preferably 3 to 4, and more preferably 3. Where one of “x6” and “x7” represents 0).
有利には、式(I)から(III)のDNA構築物における5'-における第1の遺伝子1は好ましくはALSをコードする核酸によって表される遺伝子であり、より詳細には前記第1の遺伝子1は、考慮されるDNA構築物が挿入されている組換え酵母の遺伝子のプロモーターの制御下にある。 Advantageously, the first gene 1 at 5′- in the DNA constructs of formulas (I) to (III) is preferably a gene represented by a nucleic acid encoding ALS, more particularly said first gene 1 is under the control of the promoter of the recombinant yeast gene into which the considered DNA construct is inserted.
より詳細には、式(IIa)、(IIb)、(IIc)又は(IId)のDNA構築物について、「x5」が1に等しい整数を有利に表し、「y1」が0に等しい整数を表すことを意味する。 More particularly, for a DNA construct of formula (IIa), (IIb), (IIc) or (IId), preferably “x5” represents an integer equal to 1 and “y1” represents an integer equal to 0. Means.
本発明による上述のDNA構築物及びDNA部分構築物の複雑性の観点において、以下のことが強調される:
・本発明の1つのDNA構築物に関して、「x1」、「x2」及び/若しくは「x3」は、2以上の整数を表し:
o遺伝子1、遺伝子2及び/若しくは遺伝子3のうちの関連する核酸についての各コピーは、同一であってもよく若しくは異なっていてもよく;並びに/又は
o遺伝子1、遺伝子2及び/若しくは遺伝子3のうちの関連する核酸についての各コピーについてのプロモーター及び/若しくはターミネーターは、同一であってもよく若しくは異なっていてもよく;
・組換え酵母が少なくとも2つのDNA構築物を含む場合、前記少なくとも2つのDNA構築物は、以下のことに関して、同一であってもよく又は異なっていてもよい:
(i)DNA構築物が式(I)から(III)を含む群のうちから選択される式により特徴付けられうる、それらの一般式;
(ii)「x1」から「x3」及び「x5」から「x7」、「y1」、「y2」、「z1」及び/若しくは「z2」の値;
(iii)同じ遺伝子に関するプロモーターの性質;
(iv)同じ遺伝子に関するターミネーターの性質;並びに/又は
(v)ALS、ALD及びNOXEが、特に以下Table 1(表1)に示されるように、異なる属に属する生物から由来しうる、同じ遺伝子それ自体の性質。
In view of the complexity of the above described DNA constructs and DNA partial constructs according to the present invention, the following is emphasized:
-For one DNA construct of the invention, `` x1 '', `` x2 '' and / or `` x3 '' represent an integer greater than or equal to 2:
o Each copy for the relevant nucleic acid of gene 1, gene 2 and / or gene 3 may be the same or different; and / or
o The promoter and / or terminator for each copy for the relevant nucleic acid of gene 1, gene 2 and / or gene 3 may be the same or different;
If the recombinant yeast comprises at least two DNA constructs, the at least two DNA constructs may be the same or different with respect to:
(i) their general formula, wherein the DNA construct can be characterized by a formula selected from the group comprising formulas (I) to (III);
(ii) values from “x1” to “x3” and “x5” to “x7”, “y1”, “y2”, “z1” and / or “z2”;
(iii) the nature of the promoter for the same gene;
(iv) the nature of the terminator for the same gene; and / or
(v) A property of the same gene itself that ALS, ALD and NOXE may be derived from organisms belonging to different genera, especially as shown in Table 1 below.
上記で規定したもの等のDNA構築物を実現するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 Methods practiced to realize DNA constructs such as those defined above belong to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、最終的には僅かな変更だけをした、Shaoら(Nucleic Acids Research、2009、Vol. 37、No. 2: e16)及びShaoら(Methods in Enzymology、2012 Elsevier Inc.、Vol. 517: 203に記載される方法、より詳細には以下の例において展開される方法を有利に引用しうる。 In this regard, those skilled in the art eventually made only minor changes, Shao et al. (Nucleic Acids Research, 2009, Vol. 37, No. 2: e16) and Shao et al. (Methods in Enzymology, 2012 Elsevier Inc., The method described in Vol. 517: 203, more particularly the method developed in the following examples, can be advantageously cited.
減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性
酵母における内因性ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、ピルビン酸をアセトアルデヒドに変換し、これは次にエタノールに又はアセチル-CoAにアセテートを経て変換される。
Reduced pyruvate decarboxylase activity Endogenous pyruvate decarboxylase activity in yeast converts pyruvate to acetaldehyde, which is then converted via acetate to ethanol or acetyl-CoA.
前に述べたように、本発明は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有する組換え酵母に関し、そのゲノム中には特定のDNA構築物が挿入されている。 As previously mentioned, the present invention relates to recombinant yeast having reduced pyruvate decarboxylase activity, with a specific DNA construct inserted in its genome.
特定の実施形態によると、組換え酵母は、1つ又は複数の内因性ピルビン酸デカルボキシラーゼコード遺伝子がスイッチオフされうるとの事実により特徴付けられる。 According to a particular embodiment, the recombinant yeast is characterized by the fact that one or more endogenous pyruvate decarboxylase-encoding genes can be switched off.
本発明による組換え酵母のピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、当業者によって知られている全ての方法によって減少されてもよい。 The pyruvate decarboxylase activity of the recombinant yeast according to the invention may be reduced by all methods known by the person skilled in the art.
これに関して、本発明による組換え酵母のピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、例えば、(i)ピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする少なくとも1つの遺伝子を、ピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする前記少なくとも1つの遺伝子内に少なくとも1つの外因性DNA構築物を当業者によって知られている方法によって挿入することによって破壊すること、(ii)ピルビン酸デカルボキシラーゼ転写を減少させる調節領域中の変異、(iii)特に、AUGをGUGに置き換えることによる、開始コドンにおける変異、及び(iv)活性を変更するコード配列における変異、(v)タンパク質安定性を変更するコード配列における変異、挿入又は欠失(vi)ピルビン酸デカルボキシラーゼmRNA半減期を変更する変異によって減少されてもよい。 In this regard, the pyruvate decarboxylase activity of the recombinant yeast according to the present invention is, for example, that (i) at least one gene encoding pyruvate decarboxylase is at least within the at least one gene encoding pyruvate decarboxylase. Destroying one exogenous DNA construct by insertion by methods known by those skilled in the art, (ii) mutations in regulatory regions that reduce pyruvate decarboxylase transcription, (iii) in particular, AUG to GUG (Iv) mutations in the coding sequence that alter activity, (v) mutations in the coding sequence that alter protein stability, insertions or deletions, (vi) pyruvate decarboxylase mRNA half-life by substitution May be reduced by mutations that alter
第1の選択肢(i)に関して、考慮されるpdc遺伝子を破壊するために施行されるDNA構築物は、前に述べたような本発明によるDNA構築物と異なる外因性DNA構築物、本発明によるDNA構築物、又はそれらの組合せであってもよい。 With respect to the first option (i), the DNA construct implemented to disrupt the considered pdc gene is an exogenous DNA construct different from the DNA construct according to the invention as described above, the DNA construct according to the invention, Or they may be a combination thereof.
また、上述のように、式(I)及び(II)の本発明によるDNA構築物は、2以上のDNA部分構築物からそれぞれ構成される。 Further, as described above, the DNA constructs according to the present invention of the formulas (I) and (II) are each composed of two or more DNA partial constructs.
したがって、特定の実現方法によると、本発明による組換え酵母のピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、ピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする少なくとも1つの遺伝子を、前記遺伝子内に式(I)及び(II)の本発明による少なくとも1つのDNA構築物の少なくとも1つのDNA部分構築物のみを挿入することによって破壊することによって減少されてもよい。 Thus, according to a particular method of realization, the pyruvate decarboxylase activity of the recombinant yeast according to the present invention is such that at least one gene encoding pyruvate decarboxylase is present in said gene of formula (I) and (II). It may be reduced by destroying by inserting only at least one DNA partial construct of at least one DNA construct according to the invention.
好ましくは、内因性ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、少なくとも1つのpdc遺伝子の破壊によって減少されてもよい。 Preferably, endogenous pyruvate decarboxylase activity may be reduced by disruption of at least one pdc gene.
実際、酵母は、ピルビン酸デカルボキシラーゼ(pyruvate decarboylase)をコードする1つ又は複数の遺伝子を有しうる。例えば、クライベロマイセスラクティス(Kluyveromyces lactis)においてピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする1つの遺伝子が存在するが、他方では、出芽酵母においてPDC1、PDC5、及びPDC6遺伝子によってコードされるピルビン酸デカルボキシラーゼの3つのアイソザイム並びにピルビン酸デカルボキシラーゼ調節遺伝子PDC2が存在する。 Indeed, the yeast may have one or more genes encoding pyruvate decarboylase. For example, there is one gene encoding pyruvate decarboxylase in Kluyveromyces lactis, while on the other hand, 3 of the pyruvate decarboxylase encoded by the PDC1, PDC5, and PDC6 genes in budding yeast. There are two isozymes as well as the pyruvate decarboxylase regulatory gene PDC2.
好ましくは、以下で規定されるような、本発明による組換え酵母は、組換えサッカロマイセス属、及び好ましくは組換え出芽酵母種であってもよい。 Preferably, the recombinant yeast according to the invention, as defined below, may be a recombinant Saccharomyces genus, and preferably a recombinant budding yeast species.
これに関して、第1の変法によると、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、少なくとも1つのpdc遺伝子、好ましくは少なくとも2つのpdc遺伝子、及びより詳細には2つのpdc遺伝子のみの破壊によって減少されてもよい。 In this regard, according to a first variant, pyruvate decarboxylase activity may be reduced by disruption of at least one pdc gene, preferably at least two pdc genes, and more particularly only two pdc genes. .
加えて、破壊されたpdc遺伝子は、pdc1、pdc5、pdc6及びそれらの混合物、並びに好ましくはpdc1及びpdc6からなる群から選択されてもよい。 In addition, the disrupted pdc gene may be selected from the group consisting of pdc1, pdc5, pdc6 and mixtures thereof, and preferably pdc1 and pdc6.
好ましくは、組換え酵母がサッカロマイセス属に属する場合、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、好ましくは、pdc1、pdc5、pdc6及びそれらの組合せからなる群から選択される、より詳細にはpdc1及びpdc6からなる群から選択される少なくとも2つのpdc遺伝子の破壊によって減少されてもよい。 Preferably, when the recombinant yeast belongs to the genus Saccharomyces, the pyruvate decarboxylase activity is preferably selected from the group consisting of pdc1, pdc5, pdc6 and combinations thereof, more particularly the group consisting of pdc1 and pdc6 May be reduced by disruption of at least two pdc genes selected from
実際、サッカロマイセス属、好ましくは出芽酵母種における3つのpdc遺伝子の中断は、株増殖を劇的に減少させて、いずれの産業上の適用にも不適合性にする。 Indeed, disruption of the three pdc genes in the genus Saccharomyces, preferably a budding yeast species, dramatically reduces strain growth, making it incompatible with any industrial application.
特定の変法によると、サッカロマイセス属、好ましくは出芽酵母種において、pdc1及びpdc6遺伝子のみが破壊され、pdc5の発現は減弱される。 According to a particular variant, only the pdc1 and pdc6 genes are disrupted and the expression of pdc5 is attenuated in Saccharomyces, preferably a budding yeast species.
特定の遺伝子の発現を減弱させるために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 Methods practiced to attenuate the expression of specific genes belong to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、当技術分野において周知されている任意の方法を有利に参照しうる。 In this regard, the person skilled in the art may advantageously refer to any method known in the art.
有利には、pdc5の発現を減弱させるために、その転写は、特に、RPLA1、URA3、MET25、HIS3、TRP1、GAP1、NUP57又はTFC1、及び好ましくはRPLA1(=配列番号37)等の弱いプロモーターの制御下に配置されてもよい。 Advantageously, in order to attenuate the expression of pdc5, its transcription is in particular a weak promoter such as RPLA1, URA3, MET25, HIS3, TRP1, GAP1, NUP57 or TFC1, and preferably RPLA1 (= SEQ ID NO: 37). It may be placed under control.
ピルビン酸デカルボキシラーゼの活性レベルを測定するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 The methods implemented to measure the activity level of pyruvate decarboxylase belong to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、Wangら(Biochemistry、2001、40: 1755-1763)に記載される方法を有利に引用しうる。 In this regard, the person skilled in the art may advantageously cite the method described in Wang et al. (Biochemistry, 2001, 40: 1755-1763).
アセト乳酸シンターゼ
アセト乳酸シンターゼ(ALS)酵素(アセトヒドロキシ酸シンターゼ(AHAS)、α-アセトヒドロキシ酸シンセターゼ、α-アセトヒドロキシ酸シンターゼ、α-アセト乳酸シンターゼ、α-アセト乳酸シンセターゼ、アセトヒドロキシ酸シンセターゼ、アセトヒドロキシ酸シンターゼ、アセト乳酸ピルビン酸リアーゼ(カルボキシル化)、アセト乳酸シンセターゼとしても知られている)は、分枝状鎖アミノ酸(バリン、ロイシン、及びイソロイシン)の合成における第1のステップを触媒するタンパク質である。
Acetolactate synthase Acetolactate synthase (ALS) enzyme (acetohydroxyacid synthase (AHAS), α-acetohydroxyacid synthetase, α-acetohydroxyacid synthase, α-acetolactic acid synthase, α-acetolactic acid synthetase, acetohydroxyacid synthetase, Acetohydroxyacid synthase, acetolactate pyruvate lyase (carboxylated), also known as acetolactate synthetase) catalyzes the first step in the synthesis of branched chain amino acids (valine, leucine, and isoleucine) It is a protein.
ALSは、2つのピルビン酸分子のアセト乳酸分子及び二酸化炭素への変換に関与している化学反応に特異的に関与する酵素である。その反応は、2つのピルビン酸分子を連結するためにサイアミンピロリン酸を使用している。 ALS is an enzyme specifically involved in chemical reactions involved in the conversion of two pyruvate molecules into acetolactate molecules and carbon dioxide. The reaction uses thiamine pyrophosphate to link two pyruvate molecules.
アセト乳酸シンターゼの活性レベルを測定するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 The method implemented to measure the activity level of acetolactate synthase belongs to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、Poulsenら、(Eur. J. Biochem. 185、1989: 433-439)に記載される方法を有利に引用しうる。 In this regard, those skilled in the art may advantageously cite the method described in Poulsen et al. (Eur. J. Biochem. 185, 1989: 433-439).
本発明における好ましいアセト乳酸シンターゼは、EC番号2.2.1.6によって知られている。 A preferred acetolactate synthase in the present invention is known by EC number 2.2.1.6.
好ましい実施形態によると、アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする核酸は、好ましくは、枯草菌(Bacillus subtilis)、タバコ(Nicotiana tabacum)、パエニバチルスポリミキサ(Paenibacillus polymyxa)、及びそれらの混合物、並びに、好ましくはタバコ及びパエニバチルスポリミキサを含む群から選択される核酸であってもよい。 According to a preferred embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate synthase or ALS is preferably Bacillus subtilis, tobacco (Nicotiana tabacum), Paenibacillus polymyxa, and mixtures thereof, and Preferably, it may be a nucleic acid selected from the group comprising tobacco and Paenibacillus polymixer.
更に好ましい実施形態によると、アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする核酸は、核酸配列 配列番号1、3及び5と少なくとも65%、好ましくは少なくとも80%の核酸同一性を有する配列からなる群から選択される核酸であってもよい。 According to a further preferred embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate synthase or ALS is selected from the group consisting of sequences having at least 65%, preferably at least 80% nucleic acid identity with the nucleic acid sequences SEQ ID NOs: 1, 3 and 5. It may be a nucleic acid.
本明細書に記載されているように、参照核酸配列と少なくとも65%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列は、前記参照核酸配列と少なくとも66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列を包含する。 As described herein, a nucleic acid sequence having at least 65% nucleotide identity with a reference nucleic acid sequence is at least 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71% with the reference nucleic acid sequence. 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88 Nucleic acid sequences having%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% nucleotide identity are included.
本明細書に記載されているように、参照核酸配列と少なくとも80%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列は、前記参照核酸配列と少なくとも81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列を包含する。 As described herein, a nucleic acid sequence having at least 80% nucleotide identity with a reference nucleic acid sequence is at least 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86% , 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% nucleic acid sequences with nucleotide identity.
別の特定の実施形態によると、アセト乳酸シンターゼをコードする核酸は、配列 配列番号2、5及び6と少なくとも65%、好ましくは少なくとも80%同一性を有する配列からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードする核酸であってもよい。 According to another particular embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate synthase is an amino acid sequence selected from the group consisting of sequences having at least 65%, preferably at least 80% identity with SEQ ID NO: 2, 5, and 6. It may be a nucleic acid encoding.
本明細書に記載されているように、参照アミノ酸配列と少なくとも65%アミノ酸配列同一性を有するアミノ酸配列は、前記参照アミノ酸配列と少なくとも66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%アミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を包含する。 As described herein, an amino acid sequence having at least 65% amino acid sequence identity with a reference amino acid sequence is at least 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71 with said reference amino acid sequence. %, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, It includes amino acid sequences having 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% amino acid identity.
本明細書に記載されているように、参照アミノ酸配列と少なくとも80%ヌクレオチド同一性を有するアミノ酸配列は、前記参照アミノ酸配列と少なくとも81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%アミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を包含する。 As described herein, an amino acid sequence having at least 80% nucleotide identity with a reference amino acid sequence is at least 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86% , 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% amino acid sequences are included.
上述のように、本発明におけるALSの発現レベルは、例えば、以下により詳しく規定される、少なくとも1つのプロモーター及び少なくとも1つのターミネーターによって制御され、これらはALSをコードする核酸配列のそれぞれ5'位及び3'位に存在する。 As described above, the expression level of ALS in the present invention is controlled by, for example, at least one promoter and at least one terminator, which are defined in more detail below, which are 5 ′ and N, respectively, of the nucleic acid sequence encoding ALS. Present at 3 'position.
アセト乳酸デカルボキシラーゼ
アセト乳酸デカルボキシラーゼ(ALD)酵素(α-アセト乳酸デカルボキシラーゼ、(S)-2-ヒドロキシ-2-メチル-3-オキソブタノエートカルボキシ-リアーゼ、(S)-2-ヒドロキシ-2-メチル-3-オキソブタノエートカルボキシ-リアーゼ[(R)-2-アセトイン-形成]又は(S)-2-ヒドロキシ-2-メチル-3-オキソブタノエートカルボキシ-リアーゼ[(3R)-3-ヒドロキシブタン-2-オン-形成]としても知られている)は、リアーゼのファミリー、具体化には炭素間結合を切断し、ブタノエート代謝及びc5-分枝二塩基酸代謝に参加するカルボキシリアーゼに属する。
Acetolactate decarboxylase Acetolactate decarboxylase (ALD) enzyme (α-acetolactate decarboxylase, (S) -2-hydroxy-2-methyl-3-oxobutanoate carboxy-lyase, (S) -2-hydroxy- 2-methyl-3-oxobutanoate carboxy-lyase [(R) -2-acetoin-formation] or (S) -2-hydroxy-2-methyl-3-oxobutanoate carboxy-lyase [(3R) -3-hydroxybutan-2-one-formation)) is a family of lyases, specifically breaking carbon-carbon bonds and participating in butanoate metabolism and c5-branched diacid metabolism It belongs to carboxy lyase.
ALDは、α-アセト乳酸分子をアセトイン分子及び二酸化炭素への変換に関与している化学反応に特異的に関与する酵素である。 ALD is an enzyme that specifically participates in chemical reactions involved in the conversion of α-acetolactic acid molecules into acetoin molecules and carbon dioxide.
アセト乳酸デカルボキシラーゼの活性レベルを測定するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 The methods implemented to measure the activity level of acetolactate decarboxylase belong to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、Dulieuら、(Enzyme and Microbial Technology 25、1999: 537-542)に記載される方法を有利に引用しうる。 In this regard, those skilled in the art may advantageously cite the method described in Dulieu et al. (Enzyme and Microbial Technology 25, 1999: 537-542).
本発明における好ましいアセト乳酸デカルボキシラーゼは、EC番号4.1.1.5によって知られている。 A preferred acetolactate decarboxylase in the present invention is known by EC number 4.1.1.5.
好ましい実施形態によると、アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする核酸は、ブレビバチルスブレビス(Brevibacillus brevis)、エロバクターエロゲネス(Enterobacter aerogenes)、ラクトコッカスラクティス(Lactococcus lactis)、及びそれらの混合物、好ましくはブレビバチルスブレビス及びエロバクターエロゲネスを含む群から選択される核酸であってもよい。 According to a preferred embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase or ALD is Brevibacillus brevis, Enterobacter aerogenes, Lactococcus lactis, and mixtures thereof, preferably It may be a nucleic acid selected from the group comprising Brevibacillus brevis and Erobacter erogenes.
更に好ましい実施形態によると、アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする核酸は、核酸配列 配列番号7、9及び11と少なくとも36%、好ましくは少なくとも80%の核酸同一性を有する配列からなる群から選択される核酸であってもよい。 According to a further preferred embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase or ALD is selected from the group consisting of sequences having at least 36%, preferably at least 80% nucleic acid identity with the nucleic acid sequences SEQ ID NOs: 7, 9 and 11. It may be a nucleic acid.
本明細書に記載されているように、参照核酸配列と少なくとも36%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列は、前記参照核酸配列と少なくとも37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列を包含する。 As described herein, a nucleic acid sequence having at least 36% nucleotide identity with a reference nucleic acid sequence is at least 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42% with the reference nucleic acid sequence. , 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59 %, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92% , 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% nucleic acid sequences.
別の特定の実施形態によると、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする核酸は、配列 配列番号8、10及び12と少なくとも36%、好ましくは少なくとも80%同一性を有する配列からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードする核酸であってもよい。 According to another particular embodiment, the nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase is an amino acid selected from the group consisting of sequences having at least 36%, preferably at least 80% identity with SEQ ID NO: 8, 10 and 12. It may be a nucleic acid encoding a sequence.
本明細書に記載されているように、参照アミノ酸配列と少なくとも36%アミノ酸同一性を有するアミノ酸配列は、前記参照アミノ酸配列と少なくとも37%、38%、39%、40%、41%、42%、43%、44%、45%、46%、47%、48%、49%、50%、51%、52%、53%、54%、55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%、63%、64%、65%、66%、67%、68%、69%、70%、71%、72%、73%、74%、75%、76%、77%、78%、79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%アミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を包含する。 As described herein, an amino acid sequence having at least 36% amino acid identity with a reference amino acid sequence is at least 37%, 38%, 39%, 40%, 41%, 42% with the reference amino acid sequence. , 43%, 44%, 45%, 46%, 47%, 48%, 49%, 50%, 51%, 52%, 53%, 54%, 55%, 56%, 57%, 58%, 59 %, 60%, 61%, 62%, 63%, 64%, 65%, 66%, 67%, 68%, 69%, 70%, 71%, 72%, 73%, 74%, 75%, 76%, 77%, 78%, 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92% , 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% amino acid sequences are included.
上述のように、本発明におけるALDの発現レベルは、例えば、以下により詳しく規定される、少なくとも1つのプロモーター及び少なくとも1つのターミネーターによって制御され、これらはALDをコードする核酸配列のそれぞれ5'位及び3'位に存在する。 As described above, the expression level of ALD in the present invention is controlled by, for example, at least one promoter and at least one terminator, which are defined in more detail below, which are 5 ′ and N, respectively, of the nucleic acid sequence encoding ALD. Present at 3 'position.
NADHオキシダーゼ
少なくとも1つのpdc遺伝子の活性の不活性化又は減少は、酵母におけるエタノール発酵経路を不活化又は減少させる。結果として、このことにより、ALS及びALDの発現によって解放されないアンバランスなレドックス状態が誘導される。実際、グルコースから2ピルビン酸への経路は、2NADH均等物を生成し、他方では、2ピルビン酸からアセトインへの転換はNADHからNAD+にリサイクルしない(図1を参照されたい)。
Inactivation or reduction of the activity of at least one pdc gene of NADH oxidase inactivates or reduces the ethanol fermentation pathway in yeast. As a result, this induces an unbalanced redox state that is not released by the expression of ALS and ALD. Indeed, the glucose to 2 pyruvate pathway produces 2NADH equivalents, while the conversion of 2 pyruvate to acetoin does not recycle from NADH to NAD + (see FIG. 1).
特定の発現レベルで、細菌性水形成性NADHオキシダーゼ(本記載においてNOXEオキシダーゼ又はNOXEとも呼ばれる)酵素が、この株の安定性の増強を可能にする、レドックス状態の平衡化を可能にするだけでなく、この株の増殖の増強も可能にし、更にアセトインの収率を改善することを本発明者らは見出した。 At a specific expression level, the bacterial water-forming NADH oxidase (also referred to as NOXE oxidase or NOXE in this description) enzyme only allows for the equilibration of the redox state, which allows for enhanced stability of this strain. The present inventors have also found that this strain can be enhanced and the acetoin yield is further improved.
細菌性水形成性NADHオキシダーゼは、以下の反応を触媒する酵素である:
2NADH + 1/2O2 → 2NAD+ + H2O
Bacterial water-forming NADH oxidase is an enzyme that catalyzes the following reactions:
2NADH + 1 / 2O 2 → 2NAD + + H 2 O
本発明における好ましい水形成性NADHオキシダーゼは、EC番号1.6.3.1及び1.6.99.3(NAD(P)Hオキシダーゼ(H(2)O(2)-形成性としても知られている)、二重オキシダーゼ(dual oxidase)、NAD(P)Hオキシダーゼ、ThOX、THOX2、甲状腺NADPHオキシダーゼ、甲状腺オキシダーゼ甲状腺オキシダーゼ2(EC1.6.3.1に関する)並びにNADHデヒドロゲナーゼ、ベータ-NADHデヒドロゲナーゼジヌクレオチド、チトクロムCレダクターゼ、ジアホラーゼ、ジヒドロコデヒドロゲナーゼIデヒドロゲナーゼ、ジヒドロニコチナマイドアデニンジヌクレオチドデヒドロゲナーゼ、ジホスホピリナーゼ(Diphosphopyrinase)、DPNHジアホラーゼ、NADHジアホラーゼ、NADHヒドロゲナーゼ、NADHオキシドレダクターゼ、NADH-メナジオンオキシドレダクターゼ、NADH:チトクロムCオキシドレダクターゼ、還元型ジホスホピリジンヌクレオチドジアホラーゼ、タイプ1デヒドロゲナーゼ、タイプIデヒドロゲナーゼ(EC1.6.99.3に関する)によって知られている。 Preferred water-forming NADH oxidases in the present invention are EC numbers 1.6.3.1 and 1.6.99.3 (NAD (P) H oxidase (also known as H (2) O (2) -forming), double oxidase (dual oxidase), NAD (P) H oxidase, ThOX, THOX2, thyroid NADPH oxidase, thyroid oxidase thyroid oxidase 2 (for EC 1.6.3.1) and NADH dehydrogenase, beta-NADH dehydrogenase dinucleotide, cytochrome C reductase, diaphorase, Dihydrocodehydrogenase I dehydrogenase, dihydronicotinamide adenine dinucleotide dehydrogenase, diphosphopyrinase, DPNH diaphorase, NADH diaphorase, NADH hydrogenase, NADH oxidoreductase, NADH-menadione oxidoreductase, NADH: cytochrome C oxidoreductase, reduction Type diphosphopyridi Nucleotide diaphorase, type 1 dehydrogenase, known by the type I dehydrogenase (about EC1.6.99.3).
本発明において考慮されうる水形成性NADHオキシダーゼは、特に、国際公開第2006/134277号に記載されている。 Water-forming NADH oxidases that can be considered in the present invention are described in particular in WO 2006/134277.
本発明によるNADHオキシダーゼの活性レベルを測定するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。 The methods carried out for measuring the activity level of NADH oxidase according to the present invention belong to the common general knowledge of those skilled in the art.
これに関して、当業者は、Lopez DE FELIPEら、(International Daily Journal、2001、vol. 11: 37-44(ISSN 0958-6946))に記載される方法を有利に引用しうる。 In this connection, the person skilled in the art may advantageously cite the method described in Lopez DE FELIPE et al. (International Daily Journal, 2001, vol. 11: 37-44 (ISSN 0958-6946)).
好ましい実施形態によると、NADHオキシダーゼ又はNOXEをコードする核酸は、肺炎連鎖球菌(Streptococcus pneumoniae)、ラクトコッカスラクティス、エンテロコッカスフェカーリス(Enterococcus faecalis)、乳酸短杆菌(Lactobacillus brevis)及びそれらの混合物、並びに、好ましくは、肺炎連鎖球菌を含む群から選択される核酸であってもよい。 According to a preferred embodiment, the nucleic acid encoding NADH oxidase or NOXE comprises Streptococcus pneumoniae, Lactococcus lactis, Enterococcus faecalis, Lactobacillus brevis and mixtures thereof, and Preferably, it may be a nucleic acid selected from the group comprising S. pneumoniae.
別の好ましい実施形態によると、NADHオキシダーゼ又はNOXEをコードする核酸は、核酸配列 配列番号21、23、25及び27と少なくとも78%、好ましくは少なくとも80%の核酸同一性を有する配列からなる群から選択される核酸であってもよい。 According to another preferred embodiment, the nucleic acid encoding NADH oxidase or NOXE is from the group consisting of the sequence having at least 78%, preferably at least 80% nucleic acid identity with the nucleic acid sequence SEQ ID NO: 21, 23, 25 and 27. It may be a selected nucleic acid.
本明細書に記載されているように、参照核酸配列と少なくとも78%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列は、前記参照核酸配列と少なくとも79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%ヌクレオチド同一性を有する核酸配列を包含する。 As described herein, a nucleic acid sequence having at least 78% nucleotide identity with a reference nucleic acid sequence is at least 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84% of said reference nucleic acid sequence. 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, and 99% nucleotide identity Includes nucleic acid sequences.
別の特定の実施形態によると、NADHオキシダーゼをコードする核酸は、配列 配列番号22、24、26及び28と少なくとも78%、好ましくは少なくとも80%同一性を有する配列からなる群から選択されるアミノ酸配列をコードする核酸であってもよい。 According to another particular embodiment, the nucleic acid encoding NADH oxidase is an amino acid selected from the group consisting of sequences having at least 78%, preferably at least 80% identity with SEQ ID NO: 22, 24, 26 and 28. It may be a nucleic acid encoding a sequence.
本明細書に記載されているように、参照アミノ酸配列と少なくとも78%ヌクレオチド同一性を有するアミノ酸配列は、前記参照アミノ酸配列と少なくとも79%、80%、81%、82%、83%、84%、85%、86%、87%、88%、89%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%及び99%アミノ酸同一性を有するアミノ酸配列を包含する。 As described herein, an amino acid sequence having at least 78% nucleotide identity with a reference amino acid sequence is at least 79%, 80%, 81%, 82%, 83%, 84% with the reference amino acid sequence. , 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% and 99% amino acid identity Includes amino acid sequence.
上述のように、本発明におけるNADHオキシダーゼの発現レベルは、例えば、以下により詳しく規定される、少なくとも1つのプロモーター及び少なくとも1つのターミネーターによって制御され、これらはNADHオキシダーゼをコードする核酸配列のそれぞれ5'位及び3'位に存在する。 As described above, the expression level of NADH oxidase in the present invention is controlled by, for example, at least one promoter and at least one terminator, as defined in more detail below, which are each 5 ′ of the nucleic acid sequence encoding NADH oxidase. In the 3rd and 3 'positions.
加えて、上述の有利な技術的な効果は、前記NADHオキシダーゼの発現レベルとリンクする。実際、以下の例から明らかになるように、NADHオキシダーゼが単に存在することが重要であるだけでなく、NADHオキシダーゼ発現のレベルがアセトイン産生における極度な重要性も有している。 In addition, the advantageous technical effects described above are linked to the expression level of the NADH oxidase. Indeed, as will become apparent from the following example, not only is the presence of NADH oxidase important, but the level of NADH oxidase expression is also extremely important in acetoin production.
上述のように、本発明による組換え酵母は、減少したピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有し、そのゲノム中、特に、NADHオキシダーゼ又はNOXEをコードする1つ又は複数のコピーの核酸が挿入されている。 As mentioned above, the recombinant yeast according to the invention has a reduced pyruvate decarboxylase activity, in which one or more copies of the nucleic acid encoding NADH oxidase or NOXE are inserted in its genome. .
これに関して、本発明による組換え酵母は、特に、NADHオキシダーゼをコードする1から20コピーの核酸を含んでいてもよい。 In this regard, the recombinant yeast according to the invention may in particular contain 1 to 20 copies of nucleic acid encoding NADH oxidase.
好ましくは、本発明による組換え酵母は、1から12コピーの、特に2から5コピーの、好ましくは3から4コピーの、及び更に好ましくは3コピーに等しいNADHオキシダーゼをコードする核酸を含んでいてもよい。 Preferably, the recombinant yeast according to the invention comprises a nucleic acid encoding NADH oxidase of 1 to 12 copies, in particular 2 to 5 copies, preferably 3 to 4 copies, and more preferably equal to 3 copies. Also good.
特定の実施形態によると、少なくともNOXE遺伝子を含む式(I)から(III)のDNA構築物は、前記組換え酵母の内因性URA3遺伝子に挿入されてもよい。 According to a particular embodiment, the DNA construct of formula (I) to (III) comprising at least the NOXE gene may be inserted into the endogenous URA3 gene of said recombinant yeast.
上記の観点において、アセト乳酸シンターゼ、アセト乳酸デカルボキシラーゼ及びNADHオキシダーゼをコードする核酸のそれぞれは、特に、以下に規定されるもの等の、望まれない制御を回避するように、プロモーターの及びターミネーターの制御下にある。 In view of the above, each of the nucleic acids encoding acetolactate synthase, acetolactate decarboxylase, and NADH oxidase is particularly suitable for promoters and terminators so as to avoid unwanted control, such as those defined below. Under control.
プロモーター
明らかな理由のため、アセト乳酸シンターゼ、アセト乳酸デカルボキシラーゼ及びNADHオキシダーゼをコードする核酸のそれぞれは、同一又は異なる、プロモーターの制御下にある。
For obvious reasons, each of the nucleic acids encoding acetolactate synthase, acetolactate decarboxylase and NADH oxidase is under the control of the same or different promoter.
所与の遺伝子の構成的な過剰発現を可能にする、同一又は異なる、前記プロモーターは、文献(velculescuら、(1997) Cell 88、243-251)中に見出されうる。 The same or different promoters that allow constitutive overexpression of a given gene can be found in the literature (velculescu et al. (1997) Cell 88, 243-251).
本発明において特により興味深いプロモーターは、以下を含む群から選択されてもよい:
・アルコールデヒドロゲナーゼをコードする遺伝子からpADH1(ADH1遺伝子=配列番号32)、
・グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼをコードする遺伝子からpTDH3(TDH3遺伝子=配列番号39)、
・翻訳伸長因子EF-1アルファをコードする遺伝子からpTEF2.Kl(TEF2遺伝子=配列番号30)、
・グリセリン酸ホスホムターゼをコードする遺伝子からpGPM1(GPM1遺伝子=配列番号33)、
・ピルビン酸デカルボキシラーゼをコードする遺伝子からpPDC1(PDC1遺伝子=配列番号35)、
・エノラーゼIIをコードする遺伝子からpENO2(ENO2遺伝子=配列番号29)、
・翻訳伸長因子eEF1Bのガンマサブユニットをコードする遺伝子からpTEF3(TEF3遺伝子=配列番号31)、
・フルクトース1,6-二リン酸エステルアルドラーゼIIをコードする遺伝子からpFBA1(FBA1遺伝子=配列番号34)、
・3-ホスホグリセリン酸キナーゼをコードする遺伝子からpPGK1(PGK1遺伝子=配列番号36)、
・ピルビン酸キナーゼをコードする遺伝子からpPYK1(PYK1遺伝子=配列番号49)、
・トリオースリン酸イソメラーゼをコードする遺伝子からpTPI1(TPI1遺伝子=配列番号50)、又は
・翻訳伸長因子EF-1アルファをコードする遺伝子からpTEF1(TEF1遺伝子=配列番号38)。
Particularly more interesting promoters in the present invention may be selected from the group comprising:
PADH1 (ADH1 gene = SEQ ID NO: 32) from the gene encoding alcohol dehydrogenase,
From the gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase pTDH3 (TDH3 gene = SEQ ID NO: 39),
From the gene encoding the translation elongation factor EF-1 alpha pTEF2.Kl (TEF2 gene = SEQ ID NO: 30),
-PGPM1 from the gene encoding glycerate phosphomutase (GPM1 gene = SEQ ID NO: 33),
From the gene encoding pyruvate decarboxylase pPDC1 (PDC1 gene = SEQ ID NO: 35),
-From the gene encoding Enolase II to pENO2 (ENO2 gene = SEQ ID NO: 29),
・ From the gene encoding the gamma subunit of translation elongation factor eEF1B, pTEF3 (TEF3 gene = SEQ ID NO: 31),
From the gene encoding fructose 1,6-bisphosphate aldolase II pFBA1 (FBA1 gene = SEQ ID NO: 34),
-PPGK1 (PGK1 gene = SEQ ID NO: 36) from a gene encoding 3-phosphoglycerate kinase,
From the gene encoding pyruvate kinase pPYK1 (PYK1 gene = SEQ ID NO: 49),
From the gene encoding triose phosphate isomerase, pTPI1 (TPI1 gene = SEQ ID NO: 50), or from the gene encoding translation elongation factor EF-1 alpha (TEF1 gene = SEQ ID NO: 38).
加えて、他の近縁の酵母からの相同性プロモーターは、サッカロマイセス属からの他の酵母からの、又はカンジダ属、デバリオマイセス属(Debaryomyces)、ピキア属(Pichia)又はクルベロマイセス属等の他の属からの酵母からのプロモーターとして使用することもできる。 In addition, homologous promoters from other closely related yeasts can be derived from other yeasts from the genus Saccharomyces or from other genera such as Candida, Debaryomyces, Pichia or Kluveromyces. It can also be used as a promoter from yeast.
Blazeck & Alper (2013) Biotechnol. J. 8 46-58に記載されるような合成プロモーターも使用することができる。 Synthetic promoters such as those described in Blazeck & Alper (2013) Biotechnol. J. 8 46-58 can also be used.
より詳細には、同一又は異なる、前記プロモーターは、好ましくは、核酸配列 配列番号29から39、49及び50と少なくとも80%核酸同一性を有する配列からなる群から選択される核酸の配列により特徴付けられてもよい。 More particularly, said promoter, which is the same or different, is preferably characterized by a sequence of nucleic acids selected from the group consisting of sequences having at least 80% nucleic acid identity with the nucleic acid sequences SEQ ID NO: 29 to 39, 49 and 50 May be.
特定の実施形態によると、アセト乳酸シンターゼ、アセト乳酸デカルボキシラーゼ及びNADHオキシダーゼをコードする核酸のそれぞれは、同一又は異なる、転写ターミネーターの制御下にあり、前記転写ターミネーターは、配列番号40から48の核酸配列と少なくとも80%核酸同一性を有する配列からなる群から選択される核酸の配列により特徴付けられる。 According to a particular embodiment, each of the nucleic acids encoding acetolactate synthase, acetolactate decarboxylase and NADH oxidase is under the control of the same or different transcription terminator, said transcription terminator being a nucleic acid of SEQ ID NO: 40 to 48 Characterized by a sequence of nucleic acids selected from the group consisting of sequences having at least 80% nucleic acid identity with the sequence.
ターミネーター
明らかな理由のため、アセト乳酸シンターゼ、アセト乳酸デカルボキシラーゼ及びNADHオキシダーゼをコードする核酸のそれぞれは、同一又は異なる、転写ターミネーター(本明細書において「ターミネーター」とも称されうる)に連結される。
Terminator For obvious reasons, each of the nucleic acids encoding acetolactate synthase, acetolactate decarboxylase and NADH oxidase is linked to the same or different transcription terminator (which may also be referred to herein as “terminator”).
同一又は異なる、前記転写ターミネーターは、文献Yamanishiら、(2013) ACS synthetic biology 2、337-347中に見出されうる。 The same or different transcription terminators can be found in the document Yamanishi et al. (2013) ACS synthetic biology 2, 337-347.
本発明において特により興味深いターミネーターは、以下を含む群から選択されてもよい:
・トリオースリン酸イソメラーゼをコードする遺伝子からtTPI1(TPI1遺伝子=配列番号44)、
・O-アセチルホモセリン-O-アセチルセリンスルフヒドリラーゼをコードする遺伝子からtMET25(Met25遺伝子=配列番号45)、
・アルコールデヒドロゲナーゼをコードする遺伝子からtADH1(ADH1遺伝子=配列番号43)、
・エノラーゼIIをコードする遺伝子からtENO2(ENO2遺伝子=配列番号46)、
・グリセルアルデヒド-3-リン酸デヒドロゲナーゼ、アイソザイム2をコードする遺伝子からtTDH2(TDH2遺伝子=配列番号40)、
・3-ホスホグリセリン酸キナーゼをコードする遺伝子からtPGK1(PGK1遺伝子=配列番号48)、
・tCYC1(=配列番号41)、
・tMET3(=配列番号47)、及び
・tTDH3(=配列番号42)、及び
・tDIT1(=配列番号43)。
Terminators that are particularly more interesting in the present invention may be selected from the group comprising:
From the gene encoding triose phosphate isomerase tTPI1 (TPI1 gene = SEQ ID NO: 44),
From the gene encoding O-acetylhomoserine-O-acetylserine sulfhydrylase tMET25 (Met25 gene = SEQ ID NO: 45),
TADH1 from the gene encoding alcohol dehydrogenase (ADH1 gene = SEQ ID NO: 43),
TENO2 from the gene encoding Enolase II (ENO2 gene = SEQ ID NO: 46),
From the gene encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase, isozyme 2, tTDH2 (TDH2 gene = SEQ ID NO: 40),
・ From a gene encoding 3-phosphoglycerate kinase, tPGK1 (PGK1 gene = SEQ ID NO: 48),
TCYC1 (= SEQ ID NO: 41),
TMET3 (= SEQ ID NO: 47), tTDH3 (= SEQ ID NO: 42), and tDIT1 (= SEQ ID NO: 43).
より詳細には、同一又は異なる、前記ターミネーターは、好ましくは、配列 配列番号32から40及び43と少なくとも80%同一性を有する配列からなる群から選択される核酸の配列により特徴付けられてもよい。 More particularly, said terminator, which is the same or different, may be characterized by a sequence of nucleic acids preferably selected from the group consisting of sequences having at least 80% identity with SEQ ID NO: 32 to 40 and 43 .
組換え酵母
一般に、酵母は、急速に増殖することができ、細菌と比較して高密度で培養することができ、産業上の設定において無菌的な環境を必要としない。更に、酵母細胞は、産物抽出及び精製のための非常に単純化されたプロセスで、細菌細胞と比較して、培養培地からより容易に分離することができる。
Recombinant yeast In general, yeast can grow rapidly, can be cultured at a higher density compared to bacteria, and does not require an aseptic environment in an industrial setting. Furthermore, yeast cells are a much simplified process for product extraction and purification and can be more easily separated from the culture medium compared to bacterial cells.
優先的には、本発明の酵母は、サッカロマイセス属、カンジダ属(Candida)、アシュビア属(Ashbya)、デッケラ属(Dekkera)、ピキア属(Pichia)(ハンゼヌラ属(Hansenula))、デバリオマイセス属、クラビスポラ属(Clavispora)、ロデロマイセス属(Lodderomyces)、ヤロウィア属(Yarrowia)、ジゴサッカロマイセス属(Zigosaccharomyces)、シゾサッカロマイセス属(Schizosaccharomyces)、トルラスポラ属(Torulaspora)、クライベロマイセス属、ブレタノマイセス属(Brettanomycces)、クリプトコッカス属(Cryptococcus)又はマラセチア属(Malassezia)のうちから選択されてもよい。 Preferentially, the yeast of the present invention comprises Saccharomyces, Candida, Ashbya, Dekkera, Pichia (Hansenula), Debariomyces, Clavispora. Clavispora) It may be selected from the genus (Cryptococcus) or Malassezia.
より優先的には、酵母は、サッカロマイセス属、デッケラ属、シゾサッカロマイセス属、クライベロマイセス属、トルラスポラ属 ジゴサッカロマイセス属、又はブレタノマイセスの属のクラブトリー陽性酵母であってもよい。 More preferentially, the yeast may be a Crabtree positive yeast of the genus Saccharomyces, Deckella, Schizosaccharomyces, Kleiberomyces, Torlaspora genus Digosaccharomyces, or Brettanomyces.
より優先的には、酵母は、出芽酵母、サッカロマイセスボウラルディ(Saccharomyces boulardii)、サッカロマイセスダグラシー(Saccharomyces douglasii)、サッカロマイセスバヤヌス(Saccharomyces bayanus)又はジゴサッカロマイセスバイリー(Zigosaccharomyces bailii)、分裂酵母(Schizosaccharomyces pombe)、デッケラブルセレンシス(Dekkera brucelensis)、デッケラインターメディア(Dekkera intermedia)、ブレタノマイセスカスターシー(Brettanomycces custersii)、ブレタノマイセスインテルメディウス(Brettanomycces intermedius)、クライベロマイセスサーモトレレンス(Kluyveromyces themotolerens)、トルラスポラグロボサ(Torulaspora globosa)、トルラスポラグラブラータ(Torulaspora glabrata)の種に由来してもよい。 More preferentially, the yeast is a budding yeast, Saccharomyces boulardii, Saccharomyces douglasii, Saccharomyces bayanus, or Zigosaccharzomyspoi ), Dekkera brucelensis, Dekkera intermedia, Brettanomycces custersii, Brettanomycces intermedius, Kluyveromyces themotolerens), Torulaspora globosa, Torulaspora glabrata species.
より優先的には、組換え酵母は、サッカロマイセス属、及び好ましくは出芽酵母種に属しうる。 More preferentially, the recombinant yeast may belong to the genus Saccharomyces, and preferably to the budding yeast species.
上述のように、本発明による組換え酵母は、式(I)から(III)を含む群から選択される少なくとも1つのDNA構築物の、並びに好ましくはALS及び/又はALDをコードする少なくとも1つの核酸のみを含む少なくとも1つの前記DNA構築物の挿入によって減少される、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性を有する。 As mentioned above, the recombinant yeast according to the invention comprises at least one nucleic acid encoding at least one DNA construct selected from the group comprising formulas (I) to (III), and preferably encoding ALS and / or ALD. Having pyruvate decarboxylase activity which is reduced by insertion of at least one said DNA construct comprising only
好ましい実施形態によると、組換え酵母は組換え出芽酵母であってもよく、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は2つのpdc遺伝子のみの破壊によって減少される。より好ましくは、破壊されたpdc遺伝子は、pdc1、pdc5、pdc6及びそれらの混合物、並びに好ましくはpdc1及びpdc6からなる群から選択されてもよい。 According to a preferred embodiment, the recombinant yeast may be a recombinant budding yeast and pyruvate decarboxylase activity is reduced by disruption of only two pdc genes. More preferably, the disrupted pdc gene may be selected from the group consisting of pdc1, pdc5, pdc6 and mixtures thereof, and preferably pdc1 and pdc6.
遺伝子及びより詳細にはピルビン酸デカルボキシラーゼ遺伝子を有する特定のDNA構築物を挿入するために施行される方法は、当業者の技術常識に属する。関連する方法は、以下の例により詳しく記載される。 The methods practiced to insert the gene and more particularly the specific DNA construct with the pyruvate decarboxylase gene are within the common general knowledge of those skilled in the art. Related methods are described in more detail by the following examples.
最も好ましい実施形態
有利には、本発明において施行される酵素をコードする核酸は、ALS.Bs、ALS.Pp、ALD.Ll、ALD.Ea、NOXE.spn、NOXE.Ll及びそれらの混合物のうちから有利に選ばれる。
Most preferred embodiment Advantageously, the nucleic acid encoding the enzyme practiced in the present invention is ALS.Bs, ALS.Pp, ALD.Ll, ALD.Ea, NOXE.spn, NOXE.Ll and mixtures thereof. Is advantageously selected.
好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、内因性ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性が、少なくとも2つのpdc遺伝子の破壊によって、特に、pdc1及びpdc6遺伝子の破壊によって減少される、サッカロマイセス属、特に出芽酵母種に属することにより特徴付けられてもよく、ここで:
- 1つのpdc遺伝子、好ましくはpdc1遺伝子は、以下の式(IIe):
5'-[(prom5)y1-ALS.Bs-term5]x5-[prom1-ALS.Bs-term1]x1-[prom2-ALD.Ll-(term2)z1]x2-3' (IIe)
のDNA構築物の挿入によって破壊される、及び
- 上述の破壊されたpdc遺伝子と別個に、少なくとも他のpdc遺伝子、及び好ましくはpdc6遺伝子は、以下の式(IIf'):
5'-[(prom5)y1-ALS.Pp-term5]x5-[prom1-ALS.Pp-term1]x1-[prom2-ALD.Ea-(term2)z1]x2-3' (IIf')
のDNA構築物の挿入によって破壊される、
並びに、ここで、以下の式(IIf''):
5'-[(prom3)y2-NOXE.Ll-(term3)z2]x3-3' (IIf'')
のDNA構築物は、URA3遺伝子に挿入され、
式中:
- prom1、prom2、prom3、prom5、term1、term2、term3、term5、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば、上記で規定され、ALS.Bs、ALS.Pp、ALD.Ll、ALD.Ea及びNOXE.Llは、例えば、以下のTable 1(表1)で規定され、
- 「x1」、「x2」及び「x3」のそれぞれは、相互に独立に、0から50、好ましくは0から20、好ましくは0から10、より詳細には0から3の範囲の、及び特に1に等しい整数を表し;
- 「x3」は、0から50、好ましくは0から20、好ましくは0から12、より詳細には2から5、好ましくは3から4の範囲、及び更に好ましくは3に等しい整数を表し、
但し、前記組換え酵母は、各ALS、ALD及びNOXEをコードする少なくとも1つの核酸を含み、但し、より詳細には式(IIe)及び(IIf')の各DNA構築物は、ALS及びALDをコードするそれぞれの少なくとも1つの核酸を含む。
According to a preferred embodiment, the recombinant yeast according to the invention is characterized in that the endogenous pyruvate decarboxylase activity is reduced by disruption of at least two pdc genes, in particular by disruption of the pdc1 and pdc6 genes. It may be characterized by belonging to a yeast species, where:
-One pdc gene, preferably the pdc1 gene, has the following formula (IIe):
5 '- [(prom5) y1 -ALS.Bs-term5] x5 - [prom1-ALS.Bs-term1] x1 - [prom2-ALD.Ll- (term2) z1] x2 -3' (IIe)
Destroyed by insertion of the DNA construct of
-Apart from the disrupted pdc gene mentioned above, at least the other pdc gene, and preferably the pdc6 gene, has the following formula (IIf '):
5 '- [(prom5) y1 -ALS.Pp-term5] x5 - [prom1-ALS.Pp-term1] x1 - [prom2-ALD.Ea- (term2) z1] x2 -3' (IIf ')
Destroyed by insertion of the DNA construct of
As well as the following formula (IIf ''):
5 '-[(prom3) y2 -NOXE.Ll- (term3) z2 ] x3 -3' (IIf '')
The DNA construct of is inserted into the URA3 gene,
Where:
-prom1, prom2, prom3, prom5, term1, term2, term3, term5, `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are defined above, for example, ALS.Bs, ALS.Pp, ALD .Ll, ALD.Ea and NOXE.Ll are defined, for example, in Table 1 below.
-Each of `` x1 '', `` x2 '' and `` x3 '' independently of one another is in the range 0 to 50, preferably 0 to 20, preferably 0 to 10, more particularly 0 to 3, and in particular Represents an integer equal to 1;
-"X3" represents an integer from 0 to 50, preferably 0 to 20, preferably 0 to 12, more particularly 2 to 5, preferably 3 to 4 and more preferably equal to 3.
However, the recombinant yeast contains at least one nucleic acid encoding each ALS, ALD and NOXE, provided that each DNA construct of formulas (IIe) and (IIf ′) encodes ALS and ALD in more detail. Each comprising at least one nucleic acid.
上記の観点において、暗示的に開示されているが、各式(IIe)と(IIf')の間:
- 「x1」から「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」;並びに/又は
- 考慮される遺伝子についての各コピーの核酸についてのプロモーター及び/又はターミネーターは、同一であってもよく又は異なっていてもよいことが特定される。
In terms of the above, although implicitly disclosed, between each formula (IIe) and (IIf ′):
-“X1” to “x3”, “x5”, “y1”, “y2”, “z1” and “z2”; and / or
-It is specified that the promoter and / or terminator for each copy of nucleic acid for the gene under consideration may be the same or different.
特定の好ましい実施形態によると、本発明による組換え酵母は、内因性ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性が、少なくとも2つのpdc遺伝子の破壊によって、特に、pdc1及びpdc6遺伝子の破壊によって減少される、サッカロマイセス属、特に出芽酵母種に属することにより特徴付けられてもよく、ここで:
- 1つのpdc遺伝子、好ましくはpdc1遺伝子は、以下の式(IIg):
5'-[ALS.Bs-tTDH2]1-[pENO2-ALD.Ll-tCYC1]1-3' (IIg)
のDNA構築物の挿入によって破壊され、
- 上述の破壊されたpdc遺伝子と別個に、少なくとも他のpdc遺伝子、及び好ましくはpdc6遺伝子は、以下の式(IIh'):
5'-[pADH1-ALS.Pp-tDPI1]1-[pTDH3-ALD.Ea-tMET25]1-3' a (IIh')
のDNA構築物の挿入によって破壊され、
並びに、ここで、以下の式(IIh'')のDNA構築物:
5'-[pENO2-NOXE. Ll-tPGK1]12-3' (IIh'')
は、URA3遺伝子に挿入され、
ここで:
- 式(IIg)のDNA構築物の「ALS.Bs」遺伝子は、式(IIg)の前記DNA構築物が挿入される、pdc遺伝子のプロモーターの制御下にあり、
- pENO2、pADH1、pTDH3、tTDH2、tCYC1、tDPI1、tMET25及びtPGK1は、例えば、本記載において、並びに、より詳細には以下の配列表において規定され、
- ALS.Bs、ALS.Pp、ALD.Ll、ALD.Ea及びNOXE.Llは、例えば、以下のtable 1(表1)において、並びに、より詳細には以下の配列表において規定される。
According to certain preferred embodiments, the recombinant yeast according to the present invention comprises a genus Saccharomyces, wherein the endogenous pyruvate decarboxylase activity is reduced by disruption of at least two pdc genes, in particular by disruption of the pdc1 and pdc6 genes, It may be characterized in particular by belonging to the budding yeast species, where:
-One pdc gene, preferably the pdc1 gene has the following formula (IIg):
5 '-[ALS.Bs-tTDH2] 1- [pENO2-ALD.Ll-tCYC1] 1 -3' (IIg)
Destroyed by insertion of DNA constructs
-Apart from the disrupted pdc gene mentioned above, at least other pdc genes, and preferably the pdc6 gene, have the following formula (IIh '):
5 '-[pADH1-ALS.Pp-tDPI1] 1- [pTDH3-ALD.Ea-tMET25] 1 -3' a (IIh ')
Destroyed by insertion of DNA constructs
As well as a DNA construct of the following formula (IIh ''):
5 '-[pENO2-NOXE. Ll-tPGK1] 12 -3' (IIh '')
Is inserted into the URA3 gene,
here:
The `` ALS.Bs '' gene of the DNA construct of formula (IIg) is under the control of the promoter of the pdc gene into which the DNA construct of formula (IIg) is inserted;
-pENO2, pADH1, pTDH3, tTDH2, tCYC1, tDPI1, tMET25 and tPGK1, for example, are defined in this description and in more detail in the sequence listing below,
-ALS.Bs, ALS.Pp, ALD.Ll, ALD.Ea and NOXE.Ll are defined, for example, in the following table 1 (Table 1) and in more detail in the following sequence listing.
特定の実施形態によると、本発明による組換え酵母は、アセトイン産生を至適化するため更に改変されてもよい。 According to certain embodiments, the recombinant yeast according to the present invention may be further modified to optimize acetoin production.
糖の代替供給源の使用:
糖の代替供給源、例えば、デンプンの直接的な使用は、外因性α-アミラーゼ及びグルコアミラーゼの酵母における過剰発現を更に必要とする(busckeら、biosource technology 2013)。
Use of alternative sources of sugar:
The direct use of alternative sources of sugar, such as starch, further requires overexpression of exogenous α-amylase and glucoamylase in yeast (buscke et al., Biosource technology 2013).
糖の取込み輸送-C5糖の取込み輸送の改善
組換え微生物によるペントースの取込み輸送は、産業上のプロセスについての重要な課題であり、その理由は、C5糖が、加水分解されたリグノセルロース性バイオマスの主要な構成要素であるからである。多くの他のタイプの酵母の様な出芽酵母の天然の株は、発酵基質としてキシロース又はアラビノースのいずれも利用することができない(Hahn-Hagerdalら、2007;Jinら、2004)。興味深いことに、その株は、キシロースが天然の基質ではないとしても、その糖を取り込むことが可能である(Hamacherら、2002)。
Sugar uptake and transport-Improving C5 sugar uptake and transport The uptake and transport of pentose by recombinant microorganisms is an important issue for industrial processes because the C5 sugar is hydrolyzed lignocellulosic biomass. It is because it is a main component of the. Natural strains of budding yeast, such as many other types of yeast, cannot utilize either xylose or arabinose as fermentation substrates (Hahn-Hagerdal et al., 2007; Jin et al., 2004). Interestingly, the strain can take up the sugar even though xylose is not a natural substrate (Hamacher et al., 2002).
出芽酵母GAL2、HXT1、HXT2、HXT4、HXT5、及びHXT7は、キシロースの取込みを触媒し、その理由は、それらが広い基質特異性を有しているからである(Hamacherら、2002;Saloheimoら、2007;Sedlak & Ho 2004)。しかしながら、キシロースについてのそれらの親和性は、グルコースについての親和性よりもかなり低く、トランスポーターによるキシロース取込みは、グルコースにより強く阻害される(Saloheimoら、2007)。 Budding yeasts GAL2, HXT1, HXT2, HXT4, HXT5, and HXT7 catalyze xylose uptake because they have broad substrate specificity (Hamacher et al., 2002; Saloheimo et al., 2007; Sedlak & Ho 2004). However, their affinity for xylose is much lower than that for glucose, and xylose uptake by the transporter is strongly inhibited by glucose (Saloheimo et al., 2007).
幾つかの変化は、増殖すること及びキシロース及び/又はアラビノースを消費することが可能な株を得るために必要である。これらの異なる改変は、本発明の一部である。 Some changes are necessary to obtain strains that can grow and consume xylose and / or arabinose. These different modifications are part of the present invention.
異種性キシローストランスポーターの過剰発現
キシロース及びアラビノース取込みを改善するために、組換えアセトイン産生株は、キシロース又はアラビノーストランスポーターをコードする異種遺伝子を発現するため改変されなければならない。例えば、カンジダインターメディア(Candida intermedia)、ピキアスティピティス(Pichia stipitis)及びシロイヌナズナ(Arabidopsis thaliana)のそれぞれからの遺伝子GXF1、SUT1及びAT5g59250は、酵母によるキシロース利用を改善するため過剰発現される(Runquistら、2010)。
Overexpression of heterologous xylose transporters To improve xylose and arabinose uptake, recombinant acetoin producing strains must be modified to express heterologous genes encoding xylose or arabinose transporters. For example, the genes GXF1, SUT1 and AT5g59250 from Candida intermedia, Pichia stipitis and Arabidopsis thaliana, respectively, are overexpressed to improve xylose utilization by yeast (Runquist Et al., 2010).
キシロース及びアラビノースの代謝に関与する経路の過剰発現
酵母株は、キシロースが天然の基質ではないとしても、その糖を取込むことが可能である。キシロース同化作用についての遺伝子が出芽酵母中に存在するとしても、それらは有意な糖同化作用を可能にする十分なレベルで発現されない。したがって、遺伝的な改変は、ペントース糖の同化作用を改善するため必要である。キシロース又はアラビノースのキシリトールへの転換を可能にする全ての酵素が増強されること並びにキシリトールをキシルロースに及びキシルロースをキシルロース-5-リン酸に変換する酵素が必要である。キシロース及びアラビノース経路からの相同遺伝子は過剰発現されなければならないか又は細菌からの異種遺伝子は過剰発現されなければならないかのいずれかである。
Overexpression of pathways involved in xylose and arabinose metabolism Yeast strains can take up their sugars even though xylose is not a natural substrate. Even though genes for xylose assimilation are present in budding yeast, they are not expressed at sufficient levels to allow significant sugar assimilation. Therefore, genetic modification is necessary to improve the anabolism of pentose sugars. There is a need for all enzymes that allow the conversion of xylose or arabinose to xylitol as well as enzymes that convert xylitol to xylulose and xylulose to xylulose-5-phosphate. Either homologous genes from the xylose and arabinose pathways must be overexpressed or heterologous genes from bacteria must be overexpressed.
本発明の一実施形態において、株によるキシロース取込み及びその同化作用は、例えば、以下のものを過剰発現させることによって改善される:
1)P.スティピティスからのキシリトールデヒドロゲナーゼをコードするXYL2の過剰発現と関連させ、それぞれ出芽酵母及びP.スティピティスからのキシルロキナーゼをコードする遺伝子XKS1又はXYL3の過剰発現と組み合わせた、それぞれP.スティピティス及び出芽酵母のアルドラーゼレダクターゼをコードする遺伝子XYL1又はGRE3、
2)それぞれ出芽酵母及びP.スティピティスからのキシルロキナーゼをコードする遺伝子XKS1又はXYL3の過剰発現と関連させた細菌又はピロマイセス(Piromyces)からのキシロースイソメラーゼをコードする遺伝子xylA。
In one embodiment of the present invention, xylose uptake by the strain and its anabolism is improved, for example, by overexpressing:
1) P. stippitis associated with overexpression of XYL2 encoding xylitol dehydrogenase from P. stippitis and combined with overexpression of genes XKS1 or XYL3 encoding xylulokinase from budding yeast and P. stippitis, respectively. And a gene XYL1 or GRE3 encoding a budding yeast aldolase reductase,
2) The gene xylA encoding xylose isomerase from bacteria or Piromyces associated with overexpression of the gene XKS1 or XYL3 encoding xylulokinase from Saccharomyces cerevisiae and P. stippitis, respectively.
本発明の別の実施形態において、株によるアラビノース取込み及びその同化作用は、例えば、以下のものを過剰発現させることによって改善される:
1)トリコデルマリーゼイ(Trichoderma reesei)からのL-アラビニトール4-ヒドロゲナーゼをコードするladl及びL-キシルロースレダクターゼをコードするIxrlと関連させ、P.スティピティスからのキシリトールデヒドロゲナーゼをコードするXYL2の過剰発現、並びに、加えて、それぞれ出芽酵母及びP.スティピティスからのキシルロキナーゼをコードする遺伝子XKS1又はXYL3の過剰発現と組み合わせた、それぞれP.スティピティス及び出芽酵母のアルドラーゼレダクターゼをコードする相同遺伝子XYL1又はGRE3、
2)細菌性アラビノースイソメラーゼ及びリブロースキナーゼをコードする異種遺伝子araA及びaraB。
In another embodiment of the invention, arabinose uptake by the strain and its assimilation are improved, for example, by overexpressing:
1) Overexpression of XYL2 encoding xylitol dehydrogenase from P. stipitis, associated with ladl encoding L-arabinitol 4-hydrogenase from Trichoderma reesei and Ixrl encoding L-xylulose reductase, And, in addition, homologous genes XYL1 or GRE3 encoding P. stippitis and Saccharomyces cerevisiae aldolase reductase, respectively, combined with overexpression of genes XKS1 or XYL3 encoding xylulokinase from Saccharomyces cerevisiae and P. stipits, respectively.
2) Heterologous genes araA and araB encoding bacterial arabinose isomerase and ribulose kinase.
ペントースリン酸経路の最適化
これは、酵母株からの非酸化的ペントースリン酸経路に属する少なくとも1つの遺伝子;TALI、TKL1、RKL1及びRPE1を過剰発現によって行うことができる。
Optimization of the pentose phosphate pathway This can be done by overexpression of at least one gene belonging to the non-oxidative pentose phosphate pathway from yeast strains; TALI, TKL1, RKL1 and RPE1.
C5糖の代謝に関与する酵素に必要とされるNAPDH補助因子の利用可能性の最適化
これは、酵母株において大腸菌のトランスヒドロゲナーゼ発現させることによって達成される。大腸菌からの遺伝子udhA及び/又はpntABは、産生株中で過剰発現される。
Optimization of availability of NAPDH cofactors required for enzymes involved in C5 sugar metabolism This is accomplished by expressing E. coli transhydrogenase in yeast strains. The genes udhA and / or pntAB from E. coli are overexpressed in the production strain.
グリセロール合成に向けたグルコース消費の防止:
これは、グリセロール-3-リン酸デヒドロゲナーゼEC1.1.1.8.(GPDH)をコードするGPD1遺伝子の破壊によって行うことができる。
Prevention of glucose consumption for glycerol synthesis:
This can be done by disruption of the GPD1 gene encoding glycerol-3-phosphate dehydrogenase EC 1.1.1.8. (GPDH).
この実施形態による本発明は、GPD1遺伝子の破壊によってNADを優先してNADHを消費する酵素活性の除去が導かれるとの事実があるにもかかわらず、特にアセトインにおける収率の観点において興味深い。このように生成されたレドックス不平衡を釣り合わせるために、GPD1破壊株は、NOXEの付加的な発現を必要とする可能性がある。 The present invention according to this embodiment is particularly interesting in terms of yield in acetoin, despite the fact that disruption of the GPD1 gene leads to the removal of enzymatic activity that consumes NADH in preference to NAD. In order to balance the redox disequilibrium thus generated, GPD1-disrupted strains may require additional expression of NOXE.
特定の実施形態によると、本発明による組換え株は、国際公開第2011/041426号又はKimら、(Bioresource Technology、vol. 146、2013 : 274)に開示されるような、グルコース抑制を減少させる効果を有する、任意の遺伝的な改変を含まない。 According to a particular embodiment, the recombinant strain according to the invention reduces glucose suppression as disclosed in WO 2011/041426 or Kim et al. (Bioresource Technology, vol. 146, 2013: 274). Does not include any genetic modifications that have an effect.
特定の実施形態によると、本発明による組換え株は、Kimら、(Journal of Biotechnology、2014)に開示されるような、任意のキシロース同化作用経路の発現を可能にする、任意の遺伝的な改変を含まない。 According to a particular embodiment, the recombinant strain according to the invention can be any genetic strain that allows expression of any xylose anabolic pathway, as disclosed in Kim et al. (Journal of Biotechnology, 2014). Does not include modifications.
培養条件
本発明はまた、アセトイン及び/又はその誘導体、特にメチルビニルケトン(MVK)の産生のための、例えば、上記で規定される、組換え酵母の使用に関する。
Culture conditions The invention also relates to the use of recombinant yeast, for example as defined above, for the production of acetoin and / or derivatives thereof, in particular methyl vinyl ketone (MVK).
本発明は更に、以下の工程を含むアセトインの産生の方法に関する:
- 前に述べたような組換え微生物を用意する工程、炭素の供給源を含有する培養培地において組換え微生物を培養する工程、及び
- アセトインを回収する工程。
The present invention further relates to a method for the production of acetoin comprising the following steps:
-Preparing a recombinant microorganism as described above, culturing the recombinant microorganism in a culture medium containing a carbon source, and
-The process of recovering acetoin.
典型的には、本発明の微生物は、適切な培養培地において、約20℃から約37℃の範囲、好ましくは27から34℃の範囲の温度で増殖させてもよい。 Typically, the microorganisms of the invention may be grown in a suitable culture medium at a temperature in the range of about 20 ° C to about 37 ° C, preferably in the range of 27 to 34 ° C.
本発明による組換え酵母が出芽酵母種に属する場合、温度は、適切な培養培地において、有利に27から34℃の範囲にわたりうる。 When the recombinant yeast according to the invention belongs to the budding yeast species, the temperature can advantageously range from 27 to 34 ° C. in a suitable culture medium.
酵母に適切な増殖培地は、最も増殖させるための至適な割合で、酵母窒素塩基、硫酸アンモニウム、及びデキストロース(炭素/エネルギー源として)又はYPD培地、ペプトンのブレンド、酵母抽出物、及びデキストロースを含む、ブロス等の共通の市販の調製培地である。他の規定された又は合成の増殖培地が使用されてもよく、特定の微生物の増殖のための適切な培地は、微生物学又は発酵科学の当業者に知られる。 Suitable growth media for yeast include yeast nitrogen base, ammonium sulfate, and dextrose (as a carbon / energy source) or YPD medium, a blend of peptone, yeast extract, and dextrose in the optimal proportions for most growth. , Common commercial conditioned media such as broth. Other defined or synthetic growth media may be used and suitable media for the growth of specific microorganisms are known to those skilled in the microbiology or fermentation science arts.
用語「適切な培養培地」は、上記で規定される。 The term “appropriate culture medium” is defined above.
本発明による組換え酵母のための既知の培養培地の例は、当業者に知られており、文献D. Burkeら、Methods in yeast Genetics - A cold spring harbor laboratory course Manual (2000)に提示されている。 Examples of known culture media for recombinant yeast according to the present invention are known to those skilled in the art and are presented in the literature D. Burke et al., Methods in yeast Genetics-A cold spring harbor laboratory course Manual (2000). Yes.
発酵のための適切なpH範囲は、pH3.0からpH7.5の間であってもよく、ここで、pH4.5からpH6.5が初期条件として好ましい。 A suitable pH range for the fermentation may be between pH 3.0 and pH 7.5, where pH 4.5 to pH 6.5 are preferred as initial conditions.
発酵は、好気性条件又はマイクロ好気性条件下で行ってもよい。 Fermentation may be performed under aerobic conditions or microaerobic conditions.
発酵培地中の産物の量は、例えば高速液体クロマトグラフィー(HPLC)又はガスクロマトグラフ法(GC)等の当技術分野において知られている幾つかの方法を用いて決定することができる。 The amount of product in the fermentation medium can be determined using several methods known in the art such as, for example, high performance liquid chromatography (HPLC) or gas chromatography (GC).
本プロセスは、発酵のバッチ法を利用してもよい。古典的なバッチ発酵は、培地の組成が、発酵の最初に設定され、発酵の間に人工的な変更を受けない、閉鎖系である。したがって、発酵の最初に、培地は所望の生物を接種され、系になにも添加することなく、発酵の発生が許可される。しかしながら、典型的には、「バッチ」発酵は、炭素源の付加に関してバッチであり、温度、pH及び酸素濃度等の制御因子下で多くの試みがなされる。バッチシステムにおいて、系の代謝産物及びバイオマス組成物は、発酵が停止する時間まで常に変化する。バッチ培養内で、細胞は、静的な誘導期から高増殖対数期及び最終的に増殖速度が落ちる又は停止される定常期を通して進行する。未処置である場合に、定常期における細胞は最終的には死滅する。対数期における細胞は、一般に最終産物又は中間物の産生の大半を荷う。 The process may utilize a fermentation batch process. Classic batch fermentation is a closed system where the composition of the medium is set at the beginning of the fermentation and is not subject to artificial alterations during the fermentation. Thus, at the beginning of the fermentation, the medium is inoculated with the desired organism, allowing the fermentation to occur without adding anything to the system. Typically, however, a “batch” fermentation is a batch with respect to the addition of a carbon source, and many attempts are made under control factors such as temperature, pH and oxygen concentration. In a batch system, the metabolite and biomass composition of the system always changes until the time when the fermentation stops. Within batch culture, cells progress from a static induction phase to a high growth log phase and finally a stationary phase where the growth rate is reduced or stopped. When untreated, cells in the stationary phase eventually die. Cells in the log phase are generally responsible for most of the production of the final product or intermediate.
フェッドバッチシステムも、本発明に使用してもよい。フェッドバッチシステムは、炭素源基質が発酵が進行するにつれて小刻みに添加されることを例外として、典型的なバッチシステムに類似する。フェッドバッチシステムは、異化産物抑制(例えば、グルコース抑制)が細胞の代謝を阻害する傾向にある場合及び培地中に限定量の基質を有することが望ましい場合に、有用である。フェッドバッチシステムにおける実際の基質濃度の測定は、困難であり、したがって、pH、溶存酸素及びCO2等の廃棄ガスの分圧等の測定可能な因子の変化の基礎のもとに推定される。 A fed batch system may also be used in the present invention. A fed batch system is similar to a typical batch system, with the exception that the carbon source substrate is added in small increments as the fermentation proceeds. The fed-batch system is useful when catabolite repression (eg, glucose suppression) tends to inhibit cellular metabolism and when it is desirable to have a limited amount of substrate in the medium. Measuring the actual substrate concentration in a fed-batch system is difficult and is therefore estimated on the basis of changes in measurable factors such as pH, dissolved oxygen and partial pressure of waste gases such as CO 2 .
発酵は、共通であり、当技術分野において周知されており、例が参照により本明細書中に組み込まれているSunderlandら、(1992)中に見出されうる。本発明はバッチ様式で行われるが、方法が連続発酵に適応可能であることが意図される。 Fermentation is common and well known in the art and can be found in Sunderland et al. (1992), examples of which are incorporated herein by reference. Although the present invention is performed in a batch mode, it is contemplated that the method is adaptable to continuous fermentation.
連続発酵は、規定の発酵培地が連続的にバイオリアクターに添加され、等量の馴化培地がプロセシングと同時に除去される開放系である。連続発酵は、一般に培養を、細胞が主に対数期増殖にある定常的な高密度に維持される。 Continuous fermentation is an open system in which a defined fermentation medium is continuously added to the bioreactor and an equal amount of conditioned medium is removed simultaneously with processing. Continuous fermentation generally maintains the culture at a constant high density where the cells are primarily in log phase growth.
連続発酵は、細胞増殖又は最終産物濃度に影響する、1つの因子又は任意の数の因子の調節を可能にする。例えば、1つの方法は、炭素源又は窒素レベル等の限定的な栄養分を固定レートに維持し、全ての他のパラメータが変動することを可能にする。他の系において、増殖に影響する幾つかの因子は、培地濁度によって測定される細胞濃度を定常に保っている間に、連続的に変更することができる。連続システムは努めて定常状態増殖を維持するため、流し出される培地に起因する細胞欠損は発酵中の細胞増殖速度に対してバランスをとらなければならない。連続発酵プロセスのための栄養分及び増殖因子を調節する方法並びに産物形成の速度を最大化するための技術は、工業微生物学の分野において周知である。 Continuous fermentation allows for the modulation of one factor or any number of factors that affect cell growth or end product concentration. For example, one method maintains limited nutrients, such as carbon source or nitrogen levels, at a fixed rate and allows all other parameters to vary. In other systems, several factors that affect growth can be changed continuously while keeping the cell concentration measured by medium turbidity constant. Because continuous systems strive to maintain steady state growth, cell defects due to the flowed out media must be balanced against the rate of cell growth during fermentation. Methods for regulating nutrients and growth factors for continuous fermentation processes and techniques for maximizing the rate of product formation are well known in the field of industrial microbiology.
本発明がバッチ、フェッドバッチ又は連続プロセスを用いて実施されうること及び発酵の任意の既知の様式が適切であることが意図される。更に、細胞が、全細胞触媒として基質に固定化され、産生のための発酵条件に付されうることが意図される。 It is contemplated that the present invention can be practiced using batch, fed-batch or continuous processes and that any known mode of fermentation is suitable. It is further contemplated that the cells can be immobilized on a substrate as a whole cell catalyst and subjected to fermentation conditions for production.
アセトイン産生をなお改善するために、特定の実施形態は、組換え酵母細胞を、上述のような適切な培養培地において培養する工程であって、前記培養培地が至適な量の炭素源、特にグルコースを含む工程からなってもよい。 In order to still improve acetoin production, a specific embodiment is the step of culturing the recombinant yeast cells in a suitable culture medium as described above, wherein the culture medium comprises an optimal amount of carbon source, in particular You may consist of a process containing glucose.
好ましくは、細胞は、全培養持続時間の一部のみの間に至適な培養培地において培養される。幾つかの実施形態において、酵母細胞は、前記至適な培養培地において、培養の開始後11、12、13、14、15又は16時間以上を包含する、培養の開始後10時間以上インキュベートされる。 Preferably, the cells are cultured in an optimal culture medium for only a portion of the total culture duration. In some embodiments, the yeast cells are incubated in the optimal culture medium for 10 hours or more after the start of culture, including 11, 12, 13, 14, 15 or 16 hours or more after the start of culture. .
好ましくは、細胞は、そのような至適な培養培地において、培養の開始後6時間から10時間、例えば8時間を含む、5時間から15時間の範囲の期間の間に培養される。 Preferably, the cells are cultured in such an optimal culture medium for a period ranging from 5 to 15 hours, including 6 to 10 hours, such as 8 hours, after the start of the culture.
好ましい実施形態において、炭素源は、グルコースから構成される前記至適な培養培地に含まれる。好ましい実施形態において、前記至適な培養培地は、15% w/w以上のグルコースを含む、12% w/w以上のグルコースを含む。好ましい実施形態において、前記至適な培養培地は、多くとも35% w/wグルコースを含む、多くとも40% w/wグルコースを含む。 In a preferred embodiment, a carbon source is included in the optimal culture medium composed of glucose. In a preferred embodiment, the optimal culture medium comprises 12% w / w or more glucose, comprising 15% w / w or more glucose. In a preferred embodiment, the optimal culture medium comprises at most 35% w / w glucose, at most 40% w / w glucose.
したがって、上記の好ましい実施形態において、本発明によるアセトインの産生のための方法は、工程(a)と(c)の間に、酵母細胞を前記至適な培養培地において培養する工程からなる中間工程(b)を更に含んでもよい。 Therefore, in the above preferred embodiment, the method for producing acetoin according to the present invention comprises an intermediate step comprising culturing yeast cells in the optimal culture medium between steps (a) and (c). (b) may further be included.
アセトインの精製
本発明の特定の態様によると、アセトインの発酵性産生は、培養培地からのアセトインの単離の工程を含む。培養培地からアセトインを回収する工程は、当業者にとってルーチン作業である。蒸留、ガスストリッピング、浸透気化法又は液体抽出を含むが、これらに限定されない、当該技術分野において周知される幾つかの技術によって達成されてもよい。当該分野における専門家は、どのようにして分離される物質の特徴に依存して各技術のパラメータに適合させるかについて知っている。
Purification of acetoin According to a particular embodiment of the invention, the fermentative production of acetoin comprises a step of isolation of acetoin from the culture medium. The process of recovering acetoin from the culture medium is a routine task for those skilled in the art. It may be achieved by several techniques well known in the art including, but not limited to, distillation, gas stripping, pervaporation or liquid extraction. Experts in the field know how to adapt the parameters of each technique depending on the characteristics of the material to be separated.
本発明における微生物モデルとしての酵母は、合成されたアセトインが完全に細胞外に排出輸送されるために保持されており、したがって精製プロセスが単純化する。 Yeast as a microorganism model in the present invention is retained because the synthesized acetoin is completely excreted and transported out of the cell, thus simplifying the purification process.
合成されたアセトインは、蒸留によって収集されてもよい。蒸留は、共沸混合物を特に水と形成させることによってアセトインの単離を促進させるために、培養培地と異なる任意選択の成分を伴っていてもよい。この任意選択の成分は、有機溶媒、例えば、シクロヘキサン、ペンタン、ブタノール、ベンゼン、トルエン、トリクロロエチレン、オクタン、ジエチルエーテル又はそれらの混合物である。 The synthesized acetoin may be collected by distillation. Distillation may be accompanied by optional components that differ from the culture medium to facilitate the isolation of acetoin by forming an azeotrope with water in particular. This optional component is an organic solvent such as cyclohexane, pentane, butanol, benzene, toluene, trichloroethylene, octane, diethyl ether or mixtures thereof.
ガスストリッピングは、ヘリウム、アルゴン、二酸化炭素、水素、窒素又はそれらの混合物のうちから選ばれるガスのストリッピングで達成される。 Gas stripping is accomplished by gas stripping selected from helium, argon, carbon dioxide, hydrogen, nitrogen or mixtures thereof.
液体抽出は、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ドデカン等の疎水性相としての有機溶媒で達成される。 Liquid extraction is accomplished with an organic solvent as the hydrophobic phase, such as pentane, hexane, heptane, dodecane.
本明細書において記載される組換え酵母細胞によって産生されるアセトインから出発し、メチルビニルケトンを含めた、アセトイン誘導体が、当業者によって周知されている様々な方法を通じて得られうる。 Starting from acetoin produced by the recombinant yeast cells described herein, acetoin derivatives, including methyl vinyl ketone, can be obtained through various methods well known by those skilled in the art.
請求項を含めた記載全体を通して、「1つを含む(comprising)」の表現は、別の特定がない限り、「少なくとも1つを含む(comprising at least one)」と同義であると理解すべきである。 Throughout the description, including the claims, the expression “comprising” should be understood to be synonymous with “comprising at least one” unless otherwise specified. It is.
加えて、考慮される前後関係による「式(I)から(III)」の表現は、反対の指摘がない限り、式(I)、(II)及び(III)のDNA構築物を意味するが、(IIa)、(IIb)、(IIc)、(IId)、(IIe)、(IIf')、(IIf")、(IIg)、(IIh')及び/又は(IIh")も意味する。 In addition, the expression `` formulas (I) to (III) '' depending on the context to be considered means the DNA construct of formulas (I), (II) and (III), unless indicated otherwise, It also means (IIa), (IIb), (IIc), (IId), (IIe), (IIf ′), (IIf ″), (IIg), (IIh ′) and / or (IIh ″).
用語「...と...との間(between...and...)」及び「...から...の範囲(ranging from...to...)」は、別の特定がない限り、限界値を包むと理解すべきである。 The terms "between ... and ..." and "ranging from ... to ..." Unless specified, it should be understood to encompass limit values.
以下の例及び図は、例証として提供され、本発明の限定を示唆していない。 The following examples and figures are provided by way of illustration and do not imply a limitation on the invention.
a)本発明による組換え出芽酵母株を作製するためのプロトコール
全ての以下の施行される組換え出芽酵母株を、標準株W303(Thomas及びRothstein (1989)、Cell. 56、619-630)から標準的な酵母分子遺伝学手順(Methods in yeast Genetics - A cold spring harbor laboratory course Manual (2000) by D. Burke、D. Dawson、T. Stearns CSHL Press)を用いて構築した。
a) Protocol for producing a recombinant budding yeast strain according to the present invention All the following recombinant budding yeast strains to be implemented are from standard strain W303 (Thomas and Rothstein (1989), Cell. 56, 619-630). It was constructed using standard yeast molecular genetics procedures (Methods in yeast Genetics-A cold spring harbor laboratory course Manual (2000) by D. Burke, D. Dawson, T. Stearns CSHL Press).
これらの株において、ピルビン酸デカルボキシラーゼ活性は、少なくとも1つのpdc遺伝子(pdc1、pdc5、pdc6)の破壊によって又は弱いプロモーターによるそれらの同族転写プロモーターの置き換えによって減少されてもよい。 In these strains, pyruvate decarboxylase activity may be reduced by disruption of at least one pdc gene (pdc1, pdc5, pdc6) or by replacement of their cognate transcription promoter by a weak promoter.
最も効率的な株において、pdc1及びpdc6のみを、欠失させた。 In the most efficient strain, only pdc1 and pdc6 were deleted.
種々の外因性酵素を、考慮される組換え出芽酵母株において発現させた。それらを、利用可能な場合、それらのミカエリスメンテン酵素パラメータに従って選んだ(以下のtable 1(表1)を参照されたい)。高い効率について高いkcat及び基質中の異なる濃度をカバーする様々なKm。パエニバチルスポリミキサを選び、その理由は、この微生物が、天然の2,3ブタンジオール産生菌であり、アセトインから直接由来する産物であるからである。したがって、これはアセトイン合成を効率的に触媒する酵素を有している。 Various exogenous enzymes were expressed in the considered recombinant budding yeast strains. They were chosen according to their Michaelis Menten enzyme parameters when available (see table 1 below). High kcat for high efficiency and various Km covering different concentrations in the substrate. Paenibacillus polymixer was chosen because this microorganism is a natural 2,3-butanediol-producing bacterium and is a product derived directly from acetoin. Thus, it has an enzyme that efficiently catalyzes acetoin synthesis.
施行される外因性酵素アセト乳酸シンターゼ、アセト乳酸デカルボキシラーゼ及び水形成性NADHオキシダーゼに関連する遺伝子命名法は、以下のTable 1(表1)に示される。 The gene nomenclature associated with the exogenous enzymes acetolactate synthase, acetolactate decarboxylase and water-forming NADH oxidase performed is shown in Table 1 below.
これらの遺伝子は、以下のとおり、酵素の頭字語と続いての起源の生物の頭字語によって指定される: These genes are designated by an enzyme acronym followed by an organism acronym of origin:
加えて、理解を深めるために以下の遺伝子型:
- ade2、his3、leu2、trp1及びura3は、栄養要求性マーカー遺伝子である。
- 小文字は考慮される遺伝子が不活性であることを意味し、大文字は活性遺伝子を反映している。
- 遺伝子名に続く「::」:は、遺伝子が、続くものによって中断されることを意味する(一を超える遺伝子が挿入される場合に、それらは角型括弧[]中に注記される)。遺伝子の中断は、コード配列の全体的な欠失が付随するが、しかし、プロモーターは保存される。結果として、「::」が続く遺伝子は、不活性であり、小文字で注記される。特定されない場合に、挿入される遺伝子の転写は、破壊された遺伝子のプロモーターによって制御される。
- 「遺伝子.Kl」は、遺伝子が、クライベロマイセスラクティスに由来することを意味する。
- 所与の遺伝子の構成的な過剰発現を可能にする転写プロモーターは、文献(velculescuら、(1997) Cell 88、243-251)中に見出される。本明細書に使用されるプロモーターは、「p」と続くそれらの同族遺伝子名によって指定される。それらそれぞれの配列番号も、以下に記述される。
- 転写ターミネーターも、各遺伝子の後に配置される。不用な制御プロモーター及びターミネーター枠を回避するため、ある挿入される遺伝子は、同じオリジナル遺伝子から取得されなかった。本明細書に使用されるターミネーターは、「t」と続くそれらの同族遺伝子名によって指定される。それらそれぞれの配列番号も、以下に記述される。
In addition, the following genotypes for better understanding:
-ade2, his3, leu2, trp1 and ura3 are auxotrophic marker genes.
-Lower case letters mean that the genes considered are inactive, upper case letters reflect active genes.
-"::": following the gene name means that the gene is interrupted by what follows (if more than one gene is inserted, they are noted in square brackets []) . Gene disruption is accompanied by an overall deletion of the coding sequence, but the promoter is conserved. As a result, genes followed by “::” are inactive and are noted in lower case. If not specified, transcription of the inserted gene is controlled by the promoter of the disrupted gene.
-“Gene.Kl” means that the gene is derived from Kleiberomyces lactis.
-Transcriptional promoters that allow constitutive overexpression of a given gene are found in the literature (velculescu et al. (1997) Cell 88, 243-251). Promoters as used herein are designated by their cognate gene name followed by “p”. Their respective SEQ ID NOs are also described below.
-A transcription terminator is also placed after each gene. In order to avoid unnecessary regulatory promoter and terminator frames, some inserted genes were not obtained from the same original gene. Terminators as used herein are designated by their cognate gene name followed by “t”. Their respective SEQ ID NOs are also described below.
上述の遺伝子のクラスターを、配列相同性を有するフリーなDNA末端を効率的に組換える酵母の能力を用いて一挙(at once)に組換え酵母に組み込んだ。 The cluster of genes described above was incorporated into recombinant yeast at once using the ability of yeast to efficiently recombine free DNA ends with sequence homology.
組換え酵母は、当業者に利用可能な刊行された方法に従って得た。特に、最終的には僅かな変更だけをした、Shaoら、(Nucleic Acids Research、2009、Vol. 37、No. 2: e16)及びShaoら、(Methods in Enzymology、2012 Elsevier Inc.、Vol. 517: 203)に記載される方法に従ってもよい。 Recombinant yeast was obtained according to published methods available to those skilled in the art. In particular, Shao et al. (Nucleic Acids Research, 2009, Vol. 37, No. 2: e16) and Shao et al. (Methods in Enzymology, 2012 Elsevier Inc., Vol. : 203).
より詳細には、クローン化されるコード配列を、人工的に合成した。異種配列(非酵母)について、核配列を、酵母コドン使用を用いて同義のコード配列を得るために改変した。制限酵素及び古典的なクローニング技術を用いて、各合成配列を、転写プロモーターと転写ターミネーターの間にクローン化した。各プロモーター配列は、上流遺伝子のターミネーターの配列に相同的な50から200ヌクレオチド配列で先行される。同様に、各遺伝子(プロモーター-コード配列-ターミネーターを含む遺伝子)のターミネーターに、直ちに隣接して続く遺伝子に相同的な配列が続く。故に、組み込まれるユニットのそれぞれは、ユニット上流及びユニット下流の両方との50〜200ヌクレオチド重複を有する。最初のユニットについて、プロモーターは、組み込まれる座位に対する酵母染色体ヌクレオチドに相同的な50〜200ヌクレオチドで先行される。同様に、最後のユニットについて、ターミネーターに、組み込まれる座位に対する酵母染色体ヌクレオチドに相同的な50〜200ヌクレオチドが続く。 More particularly, the coding sequence to be cloned was artificially synthesized. For heterologous sequences (non-yeast), the nuclear sequence was modified to obtain synonymous coding sequences using yeast codon usage. Each synthetic sequence was cloned between a transcriptional promoter and transcriptional terminator using restriction enzymes and classical cloning techniques. Each promoter sequence is preceded by a 50-200 nucleotide sequence homologous to the upstream gene terminator sequence. Similarly, the terminator of each gene (promoter-coding sequence-gene containing terminator) is immediately followed by a sequence homologous to the immediately following gene. Thus, each of the units incorporated has a 50-200 nucleotide overlap with both the unit upstream and unit downstream. For the first unit, the promoter is preceded by 50-200 nucleotides homologous to the yeast chromosomal nucleotide for the locus to be integrated. Similarly, for the last unit, the terminator is followed by 50-200 nucleotides homologous to the yeast chromosomal nucleotide for the locus to be integrated.
各ユニットは、次にプラスミド構築物からPCR増幅され、オーバーラップ配列を有する直鎖状DNAのXユニットを産出する。この遺伝子の1つは、組換えイベントを選択するための、栄養要求性マーカーである。全ての直鎖状断片は一挙に酵母に形質転換され、組換え酵母は使用されるマーカーに関連する栄養要求性について選択される。配列の組込み性は、次に、PCR及び配列決定によって検証される。 Each unit is then PCR amplified from the plasmid construct to yield a linear DNA X unit with overlapping sequences. One of these genes is an auxotrophic marker for selecting recombination events. All linear fragments are transformed into yeast at once and the recombinant yeast is selected for auxotrophy associated with the marker used. The integrity of the sequence is then verified by PCR and sequencing.
b)ALS及びALD酵素に関して
ALS及びALD酵素は、個々に評価せず、アセトインの収率を通じて、ペア(ALS+ALD)で評価した。3つの外因性ALD及びALSを、それらの動力学的なパラメータに従って選び、ALS.Nt、ALS.Pp、ALS.Bs及びALD.Bb、ALD.Ll、ALD.Eaとした(上記を参照されたい)。
b) Regarding ALS and ALD enzymes
ALS and ALD enzymes were not evaluated individually, but were evaluated in pairs (ALS + ALD) through the yield of acetoin. Three exogenous ALD and ALS were chosen according to their kinetic parameters and were designated ALS.Nt, ALS.Pp, ALS.Bs and ALD.Bb, ALD.Ll, ALD.Ea (see above) ).
ALS及びALDの9つの可能な組合せのうちの8つを、プロモーターの後ろで且つ1つのターミネーターが続くura3-酵母株の染色体に共同的(conjointly)に挿入した。 Eight of the nine possible combinations of ALS and ALD were inserted jointly into the chromosome of the ura3-yeast strain behind the promoter and followed by one terminator.
これらの2つの遺伝子の挿入により、pdc1遺伝子が破壊される。URA3マーカー遺伝子は、形質転換体を選択するため付随して挿入される。ALS/ALD組合せを、株YA747、すなわち以下の遺伝子型を有するW303派生体に挿入した:
YA747: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::HIS5.Sp、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3.
Insertion of these two genes disrupts the pdc1 gene. The URA3 marker gene is inserted concomitantly to select transformants. The ALS / ALD combination was inserted into strain YA747, a W303 derivative with the following genotype:
YA747: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: HIS5.Sp, pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3.
以下の株を、構築した:
YA768: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1:: [-ALS.Bs-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
NB:このケースでは、遺伝子「ALS.Bs」は、pdc1の天然プロモーター、すなわちプロモーターpPDC1の制御下にある。
YA769: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1:: [-ALS.Nt-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA770: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA771: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Nt-tTPI1、pTDH3-ALD.Bb-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA772: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[- ALS.Nt-tTPI1、pTDH3-ALD.Ll-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA773: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ll-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA810: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTPI1、pTDH3-ALD.Bb-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
YA811: MAT-a、ade2、bdh1::TRP1.Kl、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Bb-tMET25、URA3.Kl]、pdc6::LEU2.Kl、trp1、ura3
The following strains were constructed:
YA768: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTPI1, pTDH3-ALD.Ea-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
NB: In this case, the gene “ALS.Bs” is under the control of the natural promoter of pdc1, ie the promoter pPDC1.
YA769: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Nt-tTPI1, pTDH3-ALD.Ea-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA770: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3-ALD.Ea-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA771: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Nt-tTPI1, pTDH3-ALD.Bb-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA772: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Nt-tTPI1, pTDH3-ALD.Ll-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA773: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3-ALD.Ll-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA810: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTPI1, pTDH3-ALD.Bb-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
YA811: MAT-a, ade2, bdh1 :: TRP1.Kl, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3-ALD.Bb-tMET25, URA3.Kl], pdc6 :: LEU2.Kl, trp1, ura3
全てのこれらの株を、24時間、8%グルコースYPA(酵母抽出物1%、Bactoペプトン2%、アデニン0.1mM、グルコース8%)中で増殖させた。それらを収穫し、アセトイン及びエタノール量をGonzalesら(2010)、Applied and environmental Microbiology 76 670-679中の事項から特異的に適合させた標準方法に従って決定した。 All these strains were grown in 8% glucose YPA (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 0.1 mM adenine, 8% glucose) for 24 hours. They were harvested and the amounts of acetoin and ethanol were determined according to standard methods specifically adapted from items in Gonzales et al. (2010) Applied and environmental Microbiology 76 670-679.
幾つかの株について、幾つかのクローンをアッセイした、「-」の後の最後の番号はクローン番号である。内因性bdh酵素が破壊され、2,3-BDOが産生されないことが注記される。 For some strains, several clones were assayed, the last number after the “-” is the clone number. It is noted that the endogenous bdh enzyme is destroyed and 2,3-BDO is not produced.
エタノール及びアセトイン産生は、標準方法及びGonzalesら(2010)、Applied and environmental Microbiology 76 670-679に従ってモニターされる。 Ethanol and acetoin production is monitored according to standard methods and Gonzales et al. (2010) Applied and environmental Microbiology 76 670-679.
結果
以下のTable 2(表2)は、上述の検査した株のアセトイン産生を示す。
Results Table 2 below shows the acetoin production of the strains tested above.
これらの結果から、別々に解釈すると、アセトイン産生を増強する最良の酵素は、実際に最も効率的な酵素であるように思われる、ALS Pp、ALS Nt、ALD Ea及びALD Bbであると結論付けられうる。 From these results, it can be concluded that the best enzymes that enhance acetoin production are ALS Pp, ALS Nt, ALD Ea and ALD Bb, which seem to be the most efficient enzymes in practice. Can be.
c)アセトイン収率におけるNOXE酵素の有利な技術的な効果
YA1609による組換え酵母が、調製されている。
YA1609: MAT-a、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2- pENO2-ALD.Ll- tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tDPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、LEU2.Kl]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12
c) Advantageous technical effect of NOXE enzyme on acetoin yield
Recombinant yeast according to YA1609 has been prepared.
YA1609: MAT-a, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2- pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tDPI1, pTDH3-ALD. Ea-tMET25, LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12
YA1609-1、YA1609-2及びYA1609-4は、この株YA1609からの異なるクローンである。 YA1609-1, YA1609-2 and YA1609-4 are different clones from this strain YA1609.
これらの組換え酵母が常にそれらの天然の内因性BHH活性を有することが注意される。 It is noted that these recombinant yeasts always have their natural endogenous BHH activity.
これらの株を、16%グルコースYPA(酵母抽出物1%、Bactoペプトン2%、アデニン0.1mM、グルコース8%)中で、上記と比べて同じ条件下、アセトイン産生について次にアッセイした。 These strains were then assayed for acetoin production in 16% glucose YPA (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 0.1 mM adenine, 8% glucose) under the same conditions as above.
エタノール及びアセトイン産生は、標準方法及びGonzalesら(2010)、Applied and environmental Microbiology 76 670-679に従ってモニターされる。 Ethanol and acetoin production is monitored according to standard methods and Gonzales et al. (2010) Applied and environmental Microbiology 76 670-679.
結果
結果は、以下のTable 3(表3)に報告される。
The results are reported in Table 3 below.
これらの結果は、NOXEの存在によりアセトインの非常に意味のある蓄積が導かれることを示す。 These results indicate that the presence of NOXE leads to a very meaningful accumulation of acetoin.
YA1609-4は、ここで、上述と比べ同じ培養培地中で施行される。しかしながら、本アッセイは、以下のパラメータによって異なっている:
環境:0.5l YPA、16%グルコース。
細胞培養の開始の16時間後、細胞を、16% w/wグルコースの最終濃度を含む培養培地中で8時間の期間インキュベートした。
撹拌:800rpm(2枚羽根)、1.9ms-1
温度:30℃
空気:0.15L/分(0.3vvm)
YA1609-4 is now performed in the same culture medium as described above. However, the assay depends on the following parameters:
Environment: 0.5l YPA, 16% glucose.
Sixteen hours after the start of cell culture, the cells were incubated for a period of 8 hours in culture medium containing a final concentration of 16% w / w glucose.
Stirring: 800rpm (2 blades), 1.9ms -1
Temperature: 30 ℃
Air: 0.15L / min (0.3vvm)
細胞を、アセトイン産生について次にアッセイした。エタノール及びアセトイン産生は、標準方法及びGonzalesら(2010)、Applied and environmental Microbiology 76 670-679に従ってモニターされる。 Cells were then assayed for acetoin production. Ethanol and acetoin production is monitored according to standard methods and Gonzales et al. (2010) Applied and environmental Microbiology 76 670-679.
結果
結果は、以下のTable 4(表4)に報告される。
Results The results are reported in Table 4 below.
これらの結果は、考慮される培養パラメータもアセトイン産生に影響を与えるうることを示す。 These results indicate that the culture parameters considered can also affect acetoin production.
d)アセトインを産生する組換え酵母の更なる例
更なる組換え酵母が、調製され、以下に記載される。
YA1573-4: MAT-a、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2、pENO2-ALD.Ll-tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tDPI1,pTDH3-ALD.Ea-tMET25,pTEF2-TRP1.Sc-tADH1,pGMP1-BDH.Sc-tENO2]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12
YA1609-4: MAT-a,his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2、pENO2-ALD.Ll-tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、LEU2.Kl]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12
YA1661-2: MAT-a、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2、pENO2-ALD.Ll-tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、pENO2-NOXE.Spn-tPGK1]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12.
d) Further examples of recombinant yeast producing acetoin Further recombinant yeasts have been prepared and are described below.
YA1573-4: MAT-a, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2, pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tDPI1, pTDH3- ALD.Ea-tMET25, pTEF2-TRP1.Sc-tADH1, pGMP1-BDH.Sc-tENO2], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12
YA1609-4: MAT-a, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2, pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3- ALD.Ea-tMET25, LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12
YA1661-2: MAT-a, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2, pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3- ALD.Ea-tMET25, pENO2-NOXE.Spn-tPGK1], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12.
これらの組換え酵母が常にそれらの天然の内因性BHH活性を有することが注意される。 It is noted that these recombinant yeasts always have their natural endogenous BHH activity.
これらの株を、16%グルコースYPA(酵母抽出物1%、Bactoペプトン2%、アデニン0.1mM、グルコース8%)中で、上記と比べて同じ条件下、アセトイン産生について次にアッセイした。 These strains were then assayed for acetoin production in 16% glucose YPA (1% yeast extract, 2% Bacto peptone, 0.1 mM adenine, 8% glucose) under the same conditions as above.
エタノール及びアセトイン産生は、標準方法及びGonzalesら(2010)、Applied and environmental Microbiology 76 670-679に従ってモニターされる。 Ethanol and acetoin production is monitored according to standard methods and Gonzales et al. (2010) Applied and environmental Microbiology 76 670-679.
結果
結果は、以下のTable 5(表5)に報告される。
Results The results are reported in Table 5 below.
これらのTable 5(表5)の結果は、組換え酵母におけるNOXEをコードする複数の核酸の存在により、NOXEをコードする単一核酸で形質転換された組換え酵母と比較してアセトインの蓄積の増加が導かれることを示す。 These results in Table 5 show that the presence of multiple nucleic acids encoding NOXE in recombinant yeast resulted in an increase in acetoin accumulation compared to recombinant yeast transformed with a single nucleic acid encoding NOXE. Indicates that an increase is led.
e)2,3-BDOに向けたアセトインのエスケイプの防止
以下の内因性bdh1、bdh2、adh1、adh3及び/又はadh4遺伝子のうち少なくとも1つの遺伝子が、不活化されてもよい。幾つかの株において、栄養要求性マーカーを再導入して、それらを原栄養体とした。それらは、全てYA1660と比べ同じプロモーター及びターミネーターを有する:
YA1660-2、YA1660-3、YA1660-4、及びYA1711-16C: MAT-a、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2、pENO2-ALD.Ll-tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、pENO2-NOXE.Spn-tPGK1、LEU2.Kl]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12.
YA1711-45c : Mat-α、his3、leu2、pdc1::[-ALS.Bs-tTDH2、pENO2-ALD.Ll-tCYC1、HIS5.Sp]、pdc6::[pADH1-ALS.Pp-tTPI1、pTDH3-ALD.Ea-tMET25、pENO2-NOXE.Spn-tPGK1、LEU2.Kl]、trp1、ura3::[pENO2-NOXE.Ll-tPGK1、URA3]x12
YA1711-13A、YA1711-16B: Mat-a、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA1711-19A及びYA1711-46A: Mat-α、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA1822-1及びYA1822-2: Mat-α、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1::TRP1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA 1870-10A: Mat-a、adh3::TRP1.Kl、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA 1870-11B: Mat-α、adh3::TRP1.Kl、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA1870-10B: Mat-α、adh1::TRP1.Kl、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA1870-11A: Mat-α、adh1::TRP1.Kl、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
YA1870-2A及びYA1870-3D: Mat-a、adh1::TRP1.Kl、adh3::TRP1.Kl、bdh1::LEU2.Kl、bdh2::HIS5.Sp、his3、leu2、pdc1::[ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp-loxP]、pdc6::[ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl-loxP]、trp1、ura3::[NOXE.Ll-URA3]x12
e) Prevention of acetoin escape toward 2,3-BDO At least one of the following endogenous bdh1, bdh2, adh1, adh3 and / or adh4 genes may be inactivated. In some strains, auxotrophic markers were reintroduced to make them prototrophs. They all have the same promoter and terminator compared to YA1660:
YA1660-2, YA1660-3, YA1660-4, and YA1711-16C: MAT-a, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2, pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3-ALD.Ea-tMET25, pENO2-NOXE.Spn-tPGK1, LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12.
YA1711-45c: Mat-α, his3, leu2, pdc1 :: [-ALS.Bs-tTDH2, pENO2-ALD.Ll-tCYC1, HIS5.Sp], pdc6 :: [pADH1-ALS.Pp-tTPI1, pTDH3- ALD.Ea-tMET25, pENO2-NOXE.Spn-tPGK1, LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [pENO2-NOXE.Ll-tPGK1, URA3] x12
YA1711-13A, YA1711-16B: Mat-a, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA1711-19A and YA1711-46A: Mat-α, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA1822-1 and YA1822-2: Mat-α, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1 :: TRP1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA 1870-10A: Mat-a, adh3 :: TRP1.Kl, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp] , Pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA 1870-11B: Mat-α, adh3 :: TRP1.Kl, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp] , Pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA1870-10B: Mat-α, adh1 :: TRP1.Kl, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA1870-11A: Mat-α, adh1 :: TRP1.Kl, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS.Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
YA1870-2A and YA1870-3D: Mat-a, adh1 :: TRP1.Kl, adh3 :: TRP1.Kl, bdh1 :: LEU2.Kl, bdh2 :: HIS5.Sp, his3, leu2, pdc1 :: [ALS. Bs-ALD.Ll-HIS5.Sp-loxP], pdc6 :: [ALS.Pp-ALD.Ea-NOXE.Spn-LEU2.Kl-loxP], trp1, ura3 :: [NOXE.Ll-URA3] x12
全ての上記の株並びにYA1609-4及びYA1661-2及びこれらの株の二倍体組合せは、改善されたアセトイン収率を有する株として考慮すべきである。 All the above strains and YA1609-4 and YA1661-2 and diploid combinations of these strains should be considered as strains with improved acetoin yield.
f)2,3-BDOに向けたアセトインのエスケイプの防止を示す更なる例
株YA1711-19Aを、3l発酵槽中、酵母抽出物2%、スクロース10%中で、0から24時間増殖させ、次に600gのグルコースをゆっくりと添加した(30g/lで20時間)。
f) Further example showing prevention of acetoin escape towards 2,3-BDO Strain YA1711-19A was grown in 2 liters of yeast extract 2%, sucrose 10% in a 3 l fermentor for 0 to 24 hours, Then 600 g glucose was added slowly (20 h at 30 g / l).
全てが外因性ALS、ALD及びNOXEが導入されている株からなる、以下の株を、500mlエルレンマイヤーフラスコ中でインキュベートし、24時間及び48時間、30℃、酵母抽出物2%及びスクロース30%中で振盪した: The following strains, all consisting of strains into which exogenous ALS, ALD and NOXE were introduced, were incubated in 500 ml Erlenmeyer flasks, 24 hours and 48 hours, 30 ° C., yeast extract 2% and sucrose 30 Shake in%:
配列表 Sequence listing
配列番号1(=ADN ALS.Bs) Sequence number 1 (= ADN ALS.Bs)
配列番号2(=アミノ酸 ALS.Bs) SEQ ID NO: 2 (= amino acid ALS.Bs)
配列番号3(=ADN ALS.Nt) Sequence number 3 (= ADN ALS.Nt)
配列番号4(=アミノ酸 ALS.Nt) SEQ ID NO: 4 (= amino acid ALS.Nt)
配列番号5(=ADN ALS.Pp) Sequence number 5 (= ADN ALS.Pp)
配列番号6(=アミノ酸 ALS.Pp) SEQ ID NO: 6 (= amino acid ALS.Pp)
配列番号7(=ADN ALD.Bb) Sequence number 7 (= ADN ALD.Bb)
配列番号8(=アミノ酸 ALD.Bb) SEQ ID NO: 8 (= amino acid ALD.Bb)
配列番号9(=ADN ALD.Ea) Sequence number 9 (= ADN ALD.Ea)
配列番号10(=アミノ酸 ALD.Ea) SEQ ID NO: 10 (= amino acid ALD.Ea)
配列番号11(=ADN ALD.Ll) Sequence number 11 (= ADN ALD.Ll)
配列番号12(=アミノ酸 ALD.Ll) SEQ ID NO: 12 (= amino acid ALD.Ll)
配列番号13(=ADN NOXE.Ll) Sequence number 13 (= ADN NOXE.Ll)
配列番号14(=アミノ酸 NOXE.Ll) SEQ ID NO: 14 (= amino acid NOXE.Ll)
配列番号15(=ADN NOXE.spn) Sequence number 15 (= ADN NOXE.spn)
配列番号16(=アミノ酸 NOXE.spn) SEQ ID NO: 16 (= amino acid NOXE.spn)
配列番号17(=ADN NOXE.Ef) Sequence number 17 (= ADN NOXE.Ef)
配列番号18(=アミノ酸 NOXE.Ef) SEQ ID NO: 18 (= amino acid NOXE.Ef)
配列番号19(=ADN NOXE.Lb) Sequence number 19 (= ADN NOXE.Lb)
配列番号20(=アミノ酸 NOXE.Lb) SEQ ID NO: 20 (= amino acid NOXE.Lb)
配列番号21(=pENO2) SEQ ID NO: 21 (= pENO2)
配列番号22(=pTEF2.Kl) SEQ ID NO: 22 (= pTEF2.Kl)
配列番号23(=pTEF3) Sequence number 23 (= pTEF3)
配列番号24(=pADH1) Sequence number 24 (= pADH1)
配列番号25(=pGPM1) SEQ ID NO: 25 (= pGPM1)
配列番号26(=pFBA1) SEQ ID NO: 26 (= pFBA1)
配列番号27(=pPDC1) SEQ ID NO: 27 (= pPDC1)
配列番号28(=pPGK1) SEQ ID NO: 28 (= pPGK1)
配列番号29(=pRPLA1) SEQ ID NO: 29 (= pRPLA1)
配列番号30(=pTEF1) Sequence number 30 (= pTEF1)
配列番号31(=pTDH3) SEQ ID NO: 31 (= pTDH3)
配列番号32(=tTHD2) Sequence number 32 (= tTHD2)
配列番号33(=tCYC1) Sequence number 33 (= tCYC1)
配列番号34(=tTDH3) Sequence number 34 (= tTDH3)
配列番号35(=tADH1) Sequence number 35 (= tADH1)
配列番号36(=tTPI1) SEQ ID NO: 36 (= tTPI1)
配列番号37(=tMET25) SEQ ID NO: 37 (= tMET25)
配列番号38(=tENO2) SEQ ID NO: 38 (= tENO2)
配列番号39(=tMET3) SEQ ID NO: 39 (= tMET3)
配列番号40(=tPGK1) Sequence number 40 (= tPGK1)
配列番号41(=pPYK1) SEQ ID NO: 41 (= pPYK1)
配列番号42(=pTPI1) SEQ ID NO: 42 (= pTPI1)
配列番号43(=tDIT1) Sequence number 43 (= tDIT1)
配列番号44(=loxP) Sequence number 44 (= loxP)
配列番号45(=核酸 HAA-1) SEQ ID NO: 45 (= nucleic acid HAA-1)
配列番号46(=アミノ酸 HAA-1) SEQ ID NO: 46 (= amino acid HAA-1)
配列番号47(=核酸 LEU2.Kl) SEQ ID NO: 47 (= nucleic acid LEU2.Kl)
配列番号48(=アミノ酸 LEU2.Kl) SEQ ID NO: 48 (= amino acid LEU2.Kl)
配列番号49(=核酸 His5) SEQ ID NO: 49 (= nucleic acid His5)
配列番号50(=アミノ酸 His5) SEQ ID NO: 50 (= amino acid His5)
配列番号51(=核酸 Trp1 kl) SEQ ID NO: 51 (= nucleic acid Trp1 kl)
配列番号52(=アミノ酸 Trp1 Kl) SEQ ID NO: 52 (= amino acid Trp1 Kl)
Claims (25)
- アセト乳酸シンターゼ又はALSをコードする1つ又は複数の核酸、
- アセト乳酸デカルボキシラーゼ又はALDをコードする1つ又は複数の核酸、及び
- NADHオキシダーゼ又はNOXEをコードする1つ又は複数のコピーの核酸
が挿入されている組換え酵母。 Recombinant yeast with reduced pyruvate decarboxylase activity in its genome:
-One or more nucleic acids encoding acetolactate synthase or ALS,
-One or more nucleic acids encoding acetolactate decarboxylase or ALD, and
-Recombinant yeast into which one or more copies of nucleic acid encoding NADH oxidase or NOXE has been inserted.
(I) 5'-[遺伝子1]x1-3'及び5'-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(II) 5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-3'及び5'-[遺伝子3]x3-3'、
(III) 5'-[遺伝子1]x1-[遺伝子2]x2-[遺伝子3]x3-3'、並びに
その組合せ、
(式中:
- 「遺伝子1」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択される核酸を意味し;
- 「遺伝子2」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1とは異なる核酸を意味し;
- 「遺伝子3」は、ALS、ALD又はNOXEを含む群から選択されるが、遺伝子1及び2とは異なる核酸を意味し;
- 「ALS」は、アセト乳酸シンターゼをコードする核酸であり;
- 「ALD」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする核酸であり;
- 「NOXE」は、NADHオキシダーゼをコードする核酸であり;
- 「x1」、「x2」及び「x3」のそれぞれは、相互に独立に、0から50、好ましくは0から20の範囲の整数を表し、
但し、前記組換え酵母は、ALS、ALD及びNOXEのそれぞれをコードする少なくとも1つの核酸を含む)。 The recombinant yeast of claim 1, comprising one or more DNA constructs selected from the group comprising the following formula:
(I) 5 '-[gene 1] x1 -3' and 5 '-[gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(II) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2 -3' and 5 '-[gene 3] x3 -3',
(III) 5 '-[gene 1] x1- [gene 2] x2- [gene 3] x3 -3', and combinations thereof,
(Where:
-"Gene 1" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE;
-"Gene 2" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from gene 1;
-"Gene 3" means a nucleic acid selected from the group comprising ALS, ALD or NOXE, but different from genes 1 and 2;
-"ALS" is a nucleic acid encoding acetolactate synthase;
-"ALD" is a nucleic acid encoding acetolactate decarboxylase;
-"NOXE" is a nucleic acid encoding NADH oxidase;
-Each of "x1", "x2" and "x3", independently of one another, represents an integer in the range of 0 to 50, preferably 0 to 20,
However, the recombinant yeast contains at least one nucleic acid encoding each of ALS, ALD and NOXE).
(IIa) 5'-[(prom5)y1-遺伝子1-term5]x5-[prom1-遺伝子1-term1]x1-[prom2-遺伝子2-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-遺伝子3-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- 遺伝子1、遺伝子2及び遺伝子3は、例えば請求項2又は3に規定したものであり、「x1」、「x2」及び「x3」は、例えば請求項2に規定したものであり;
- 「x5」は、0又は1に等しい整数を表し;
- 「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、相互に独立に、0又は1に等しい整数を表し;
- 前記組換え酵母が少なくとも2つの式(IIa)のDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよく又は異なっていてもよく;
- 「prom 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、遺伝子1の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、遺伝子1をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、遺伝子2をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、遺伝子3をコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 5」は、遺伝子1の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)。 Recombinant yeast according to claim 2 or 3, comprising at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (IIa), identical or different, each formula (IIa) having the following formula:
(IIa) 5 '- [( prom5) y1 - Gene 1-term5] x5 - [prom1- gene 1-term1] x1 - [prom2- gene 2- (term2) z1] x2 -3 ' and 5 '- [( prom3) y2 -gene 3- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-Gene 1, gene 2 and gene 3 are for example as defined in claim 2 or 3, and `` x1 '', `` x2 '' and `` x3 '' are for example as defined in claim 2;
-"X5" represents an integer equal to 0 or 1;
-`` Y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' represent, independently of one another, an integer equal to 0 or 1;
-When the recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIa), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '''' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding gene 3;
-`` Prom 5 '' is a control sequence that controls the expression of gene 1, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 1;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 2;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding gene 3;
-"Term 5" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of gene 1, and term 5 is the same as or different from term 1).
(IIb) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x3-3'
(式中:
- ALS、ALD及びNOXEは、例えば請求項2から4のいずれか一項に規定したものであり;「x1」、「x2」及び「x3」は、例えば請求項2に規定したものであり;「x5」及び「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば請求項4に規定したものであり;
- 前記組換え酵母が少なくとも2つの式(IIb)のDNA構築物を含む場合、「x1」、「x2」、「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は同一であってもよく又は異なっていてもよく;
- 「prom 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり;
- 「prom 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を制御する制御配列であり、前記prom 5はprom 1と同一又は異なり;
- 「term 1」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 2」は、アセト乳酸デカルボキシラーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 3」は、NADHオキシダーゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり;
- 「term 5」は、アセト乳酸シンターゼをコードする配列の発現を終了させる転写ターミネーター配列であり、前記term 5はterm 1と同一又は異なる)。 Recombination according to any one of claims 2 to 4, comprising at least one, preferably at least two DNA constructs of formula (IIb), identical or different, each formula (IIb) having the following formula yeast:
(IIb) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x3 -3 '
(Where:
-ALS, ALD and NOXE are for example as defined in any one of claims 2 to 4; `` x1 '', `` x2 '' and `` x3 '' are for example as defined in claim 2; `` X5 '' and `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are for example as defined in claim 4;
-If said recombinant yeast comprises at least two DNA constructs of formula (IIb), `` x1 '', `` x2 '', `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' May be the same or different;
-"Prom 1" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Prom 2" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Prom 3" is a regulatory sequence that controls the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
-"Prom 5" is a control sequence that controls the expression of a sequence encoding acetolactate synthase, said prom 5 being the same as or different from prom 1;
-"Term 1" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase;
-"Term 2" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate decarboxylase;
-"Term 3" is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding NADH oxidase;
“Term 5” is a transcription terminator sequence that terminates the expression of the sequence encoding acetolactate synthase, and the term 5 is the same as or different from the term 1).
(IIc) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x6-3';並びに
(IId) 5'-[(prom5)y1-ALS-term5]x5-[prom1-ALS-term1]x1-[prom2-ALD-(term2)z1]x2-3'及び5'-[(prom3)y2-NOXE-(term3)z2]x7-3';
(式中:
- ALS、ALD及びNOXEは、例えば請求項2から6のいずれか一項に規定したものであり;「prom1」、「prom2」、「prom3」、「prom5」、「term1」、「term2」、「term3」及び「term5」は、例えば請求項4から5のいずれか一項に規定したものであり;「x1」、「x2」及び「x3」は、例えば請求項2に規定したものであり;「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は、例えば請求項4に規定したものであり;
- 「x1」から「x3」、「x5」、「y1」、「y2」、「z1」及び「z2」は各式(IIc)及び(IId)について同一又は異なり;並びに
- 「x6」及び「x7」は、0から50、好ましくは0から20、好ましくは0から12、より詳細には2から5、好ましくは3から4の範囲、及び更に好ましくは3に等しい整数を表し、但し、「x6」及び「x7」のうちの1つは0を表す)。 Recombinant yeast according to any one of claims 2 to 6, comprising at least two, preferably exactly two, DNA constructs of the following formulas (IIc) and (IId):
(IIc) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x6 -3 ';
(IId) 5 '- [( prom5) y1 -ALS-term5] x5 - [prom1-ALS-term1] x1 - [prom2-ALD- (term2) z1] x2 -3' and 5 '- [(prom3) y2 -NOXE- (term3) z2 ] x7 -3 ';
(Where:
-ALS, ALD and NOXE are defined, for example, in any one of claims 2 to 6; `` prom1, '' `` prom2, '' `` prom3, '' `` prom5, '' `` term1, '' `` term2, '' “Term3” and “term5” are, for example, those defined in any one of claims 4 to 5; “x1,” “x2,” and “x3” are, for example, those defined in claim 2. `` X5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are, for example, those defined in claim 4;
-`` X1 '' to `` x3 '', `` x5 '', `` y1 '', `` y2 '', `` z1 '' and `` z2 '' are the same or different for each formula (IIc) and (IId); and
-"X6" and "x7" are integers equal to 0 to 50, preferably 0 to 20, preferably 0 to 12, more particularly in the range 2 to 5, preferably 3 to 4, and more preferably 3. Where one of “x6” and “x7” represents 0).
(c)アセトインを回収する工程
を含む、アセトインを産生する方法。 (a) culturing the recombinant yeast as described in any one of claims 1 to 22 in a suitable culture medium; and
(c) A method for producing acetoin, comprising a step of recovering acetoin.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP14306205 | 2014-07-25 | ||
EP14306205.7 | 2014-07-25 | ||
PCT/EP2015/066927 WO2016012561A1 (en) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | Method for producing acetoin |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020136738A Division JP2020195384A (en) | 2014-07-25 | 2020-08-13 | Method for producing acetoin |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017525388A true JP2017525388A (en) | 2017-09-07 |
JP6847036B2 JP6847036B2 (en) | 2021-03-24 |
Family
ID=51263347
Family Applications (2)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017524104A Active JP6847036B2 (en) | 2014-07-25 | 2015-07-23 | How to produce acetoin |
JP2020136738A Pending JP2020195384A (en) | 2014-07-25 | 2020-08-13 | Method for producing acetoin |
Family Applications After (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020136738A Pending JP2020195384A (en) | 2014-07-25 | 2020-08-13 | Method for producing acetoin |
Country Status (11)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10301655B2 (en) |
EP (1) | EP3172313A1 (en) |
JP (2) | JP6847036B2 (en) |
KR (1) | KR102281701B1 (en) |
CN (1) | CN106715679B (en) |
AU (1) | AU2015293864B2 (en) |
CA (1) | CA2956184C (en) |
IL (1) | IL250099B (en) |
NZ (1) | NZ728287A (en) |
RU (1) | RU2686614C2 (en) |
WO (1) | WO2016012561A1 (en) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106967741B (en) * | 2017-04-03 | 2020-02-21 | 天津大学 | A kind of method for producing L(+)-acetoin by in vitro enzymatic reaction |
CN107177620B (en) * | 2017-06-28 | 2020-12-18 | 南宁中诺生物工程有限责任公司 | A kind of method utilizing cheap raw material to produce tetramethylpyrazine |
EP3428282A1 (en) * | 2017-07-11 | 2019-01-16 | Alderys | Ectoine-producing yeast |
US11535830B2 (en) * | 2017-07-11 | 2022-12-27 | Adisseo France S.A.S. | Threonine-producing yeast |
CN107955805B (en) * | 2017-12-13 | 2020-03-06 | 江南大学 | A kind of NADH oxidase with improved stability and its application in the production of acetoin |
US11441142B2 (en) | 2017-12-20 | 2022-09-13 | Konkuk University Industrial Cooperation Corporation | FLS variant having increased activity |
WO2019124782A2 (en) * | 2017-12-20 | 2019-06-27 | 건국대학교 산학협력단 | Method for producing acetoin, butanediol, or butanol from ethanol |
CN109370958A (en) * | 2018-12-12 | 2019-02-22 | 佛山市海天(高明)调味食品有限公司 | One plant increases the lactobacillus plantarum of 3- hydroxy-2-butanone content and its application in soy sauce |
CN110257442A (en) * | 2019-06-03 | 2019-09-20 | 苏州凯祥生物科技有限公司 | A kind of special glycogen culture medium of the fragrance containing mixing molasses, preparation method and application |
CN116287028A (en) * | 2023-03-10 | 2023-06-23 | 天津大学 | A kind of method that bioenzyme utilizes formaldehyde to synthesize acetoin |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100047387A1 (en) * | 2005-06-17 | 2010-02-25 | Stephanie Heux | Transformed saccharomyces yeast strains having reduced ethanol production by fermentation |
WO2013076144A2 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | Metabolic Explorer | Microorganism strains for the production of 2,3-butanediol |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU777059A1 (en) * | 1978-12-06 | 1980-11-07 | Институт Биохимии И Физиологии Микроорганизмов Ан Ссср | Method of acetoin extraction |
JP5437631B2 (en) * | 2005-07-01 | 2014-03-12 | ザ ユニバーシティー オブ フロリダ リサーチ ファンデーション インク | Recombinant host cells and media for ethanol production |
FR2916000B1 (en) * | 2007-05-07 | 2013-07-05 | Lallemand Sas | MEANS FOR REDUCING ACETOIN ACCUMULATION IN ALCOHOLIC FERMENTATION MEDIA |
CA2775893A1 (en) * | 2009-09-29 | 2011-04-07 | Butamax(Tm) Advanced Biofuels Llc | Improved yeast production host cells |
-
2015
- 2015-07-23 RU RU2017101673A patent/RU2686614C2/en active
- 2015-07-23 NZ NZ728287A patent/NZ728287A/en unknown
- 2015-07-23 WO PCT/EP2015/066927 patent/WO2016012561A1/en active Application Filing
- 2015-07-23 AU AU2015293864A patent/AU2015293864B2/en active Active
- 2015-07-23 KR KR1020177005199A patent/KR102281701B1/en active Active
- 2015-07-23 CA CA2956184A patent/CA2956184C/en active Active
- 2015-07-23 US US15/327,207 patent/US10301655B2/en active Active
- 2015-07-23 CN CN201580052256.XA patent/CN106715679B/en active Active
- 2015-07-23 JP JP2017524104A patent/JP6847036B2/en active Active
- 2015-07-23 EP EP15749744.7A patent/EP3172313A1/en active Pending
-
2017
- 2017-01-15 IL IL250099A patent/IL250099B/en unknown
-
2020
- 2020-08-13 JP JP2020136738A patent/JP2020195384A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100047387A1 (en) * | 2005-06-17 | 2010-02-25 | Stephanie Heux | Transformed saccharomyces yeast strains having reduced ethanol production by fermentation |
WO2013076144A2 (en) * | 2011-11-21 | 2013-05-30 | Metabolic Explorer | Microorganism strains for the production of 2,3-butanediol |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
BIOCHEMICAL ENGINEERING JOURNAL, 2012年, vol. 67, JPN6019015664, pages 126 - 131, ISSN: 0004371451 * |
METABOLIC ENGINEERING, 2006年, vol. 8, JPN6019015669, pages 303 - 314, ISSN: 0004371453 * |
METABOLIC ENGINEERING, 2014年2月10日, vol. 23, JPN6019015666, pages 92 - 99, ISSN: 0004371452 * |
MICROBIAL CELL FACTORIES, 2014年4月13日, vol. 13:55, JPN6019015659, pages 1 - 11, ISSN: 0004371450 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2956184C (en) | 2021-10-19 |
NZ728287A (en) | 2019-01-25 |
RU2017101673A3 (en) | 2018-12-06 |
US10301655B2 (en) | 2019-05-28 |
RU2017101673A (en) | 2018-08-30 |
CN106715679A (en) | 2017-05-24 |
IL250099A0 (en) | 2017-08-31 |
BR112017001542A2 (en) | 2018-01-30 |
EP3172313A1 (en) | 2017-05-31 |
AU2015293864B2 (en) | 2019-07-11 |
JP6847036B2 (en) | 2021-03-24 |
US20170159081A1 (en) | 2017-06-08 |
IL250099B (en) | 2021-12-01 |
AU2015293864A1 (en) | 2017-02-02 |
CA2956184A1 (en) | 2016-01-28 |
RU2686614C2 (en) | 2019-04-29 |
KR20170041768A (en) | 2017-04-17 |
WO2016012561A1 (en) | 2016-01-28 |
JP2020195384A (en) | 2020-12-10 |
CN106715679B (en) | 2021-07-02 |
KR102281701B1 (en) | 2021-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6847036B2 (en) | How to produce acetoin | |
DK2235193T3 (en) | Yeast organism PRODUCING ISO BUTANOL HIGH DIVIDEND | |
EP2783007B9 (en) | Microorganism strains for the production of 2,3-butanediol | |
EP3287519A1 (en) | Compositions and methods for 3-hydroxypropionic acid production | |
US9994877B2 (en) | Yeast cell having acid tolerance, method of preparing yeast cell and use thereof | |
WO2018172328A1 (en) | Improved glycerol free ethanol production | |
JP2020526213A (en) | Ectoine-producing yeast | |
US20180030482A1 (en) | Use of acetaldehyde in the fermentative production of ethanol | |
JP5813977B2 (en) | Mutant yeast belonging to the genus Kluyveromyces and method for producing ethanol using the same | |
EP3762499A1 (en) | Reduction in acetate production by yeast over-expressing pab1 | |
US10619174B2 (en) | Microorganism strains for the production of 2.3-butanediol | |
US11414683B2 (en) | Acetic acid consuming strain | |
EP2643466B1 (en) | Yeast cells and process for converting acetaldehyde to ethanol | |
HK1238294A1 (en) | Method for producing acetoin | |
BR112017001542B1 (en) | RECOMBINANT YEAST PRODUCING ACETOIN, USE OF THIS AND METHOD FOR PRODUCING ACETOIN | |
BR112017001539B1 (en) | RECOMBINANT YEAST PRODUCING 2,3-BUTANEDIOL, USE OF THIS AND METHOD FOR PRODUCING 2,3-BUTANEDIOL | |
WO2024040001A1 (en) | Genetically modified yeast and fermentation processes for the production of ethanol | |
CN113795503A (en) | Cytochrome B2 overexpression in yeast for increasing ethanol production | |
EP3571218A1 (en) | Modified yeast cells that overexpress a dna polymerase subunit |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170327 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20180521 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190507 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20190726 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20191004 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191107 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20200413 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200813 |
|
C60 | Trial request (containing other claim documents, opposition documents) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60 Effective date: 20200813 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200818 |
|
A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20200904 |
|
C21 | Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21 Effective date: 20200907 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20201026 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201125 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20210208 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210302 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6847036 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |